Prieš milijardus metų Žemės aplinka labai skyrėsi nuo tos, kurią mes žinome šiandien. Iš esmės mūsų planetos pirmykštė atmosfera buvo toksiška gyvybei, kaip mes ją žinome, susidedanti iš anglies dioksido, azoto ir kitų dujų. Tačiau paleoproterozojaus eroje (prieš 2,5–1,6 milijardo metų) įvyko dramatiškas pokytis, kai į atmosferą pradėjo patekti deguonis - žinomas kaip Didysis oksidacijos įvykis (GOE).
Dar visai neseniai mokslininkai nebuvo tikri, ar šis įvykis, kurį sukėlė atmosferą pakeičiančios fotosintezės bakterijos, įvyko greitai, ar ne. Tačiau, remiantis neseniai atliktu tarptautinių mokslininkų komandos tyrimu, šis įvykis buvo daug greitesnis, nei manyta anksčiau. Remdamasi naujausiais geologiniais įrodymais, komanda padarė išvadą, kad deguonies patekimas į mūsų atmosferą buvo „panašesnis į ugnies žarną“ nei į triuką.
Neseniai žurnale pasirodė tyrimas, pavadintas „Dviejų milijardų metų senumo evaporitai užfiksuoja didelę Žemės oksidaciją“. Mokslas. Princo geomokslų katedros doktorantės Claros Blättler vadovaujama komanda taip pat apėmė Mėlynojo marmuro kosminio mokslo instituto, Karelijos mokslo centro, Britanijos geologijos tarnybos, Norvegijos geologijos tarnybos ir daugelio universitetų narius. .
Trumpai tariant, Didysis deguonies įvykio įvykis prasidėjo maždaug prieš 2,45 milijardo metų, proterozojaus eono pradžioje. Manoma, kad šis procesas įvyko dėl melsvabakterių, lėtai metabolizuojančių anglies dioksidą (CO2) ir gaminančių deguonies dujas, kurios dabar sudaro apie 20% mūsų atmosferos. Tačiau dar visai neseniai mokslininkai nesugebėjo iš esmės pakeisti šio laikotarpio suvaržymų.
Laimei, Norvegijos geologijos tarnybos geologų komanda, bendradarbiaudama su Karelijos tyrimų centru Petrozavodske, Rusijoje, neseniai paėmė Rusijoje konservuotų kristalizuotų druskų pavyzdžius, datuotus šiam laikotarpiui. Jie buvo išgaunami iš 1,9 km gylio (1,2 mylios) skylės Karelijoje šiaurės vakarų Rusijoje, iš „Onega“ parametrinės skylės (OPH) gręžimo vietos vakariniame Onegos ežero krante.
Šie druskos kristalai, kurie yra maždaug prieš 2 milijardus metų, buvo senovės jūros vandens garavimo rezultatas. Naudodamiesi šiais pavyzdžiais, Blättler ir jos komanda sugebėjo sužinoti apie vandenynų sudėtį ir atmosferą, kuri Žemėje egzistavo apie GOE. Pradedantiesiems komanda nustatė, kad juose yra stebėtinai didelis kiekis sulfato, kuris yra jūros vandens reakcijos su deguonimi rezultatas.
Neseniame Prinstono pranešime spaudai paaiškino Aivo Lepland - Norvegijos geologijos tarnybos tyrėjas, Talino technologijos universiteto geologijos specialistas ir vyresnysis šio tyrimo autorius:
„Tai yra stipriausias visų laikų įrodymas, kad senoviniame jūros vandenyje, iš kurio iškrito tie mineralai, buvo aukšta sulfatų koncentracija, siekianti bent 30 procentų šių dienų vandenyno sulfato, kaip rodo mūsų vertinimai. Tai yra daug daugiau, nei manyta anksčiau, todėl reikės gerokai permąstyti 2 milijardų metų senumo atmosferos ir vandenynų sistemos deguonies pasiskirstymo mastą “.
Prieš tai mokslininkai nebuvo tikri, kiek laiko užtruko, kol mūsų atmosfera pasiekė dabartinę azoto ir deguonies pusiausvyrą, kuri yra gyvybiškai būtina, kaip mes ją žinome. Iš esmės nuomonė pasiskirstė tarp to, kas įvyko greitai arba atsirado per milijonus metų. Didžioji to priežastis yra tai, kad seniausios rastos uolienų druskos buvo datuojamos prieš milijardą metų.
„Sunku buvo išbandyti šias idėjas, nes mes iš to laikmečio neturėjome įrodymų, kad galėtų mums papasakoti apie atmosferos sudėtį“, - sakė Blättler. Tačiau atradę maždaug 2 milijardų metų senumo akmens druskas, mokslininkai dabar turi įrodymų, kurių jiems reikia norint suvaržyti GOE. Rezultatas taip pat labai pasisekė, atsižvelgiant į tai, kad tokie akmens druskos mėginiai yra gana trapūs.
Šiam tyrimui naudojamuose mėginiuose buvo halito (chemiškai identiško stalo druskai arba natrio chloridui), taip pat kitų kalcio, magnio ir kalio druskų, kurios laikui bėgant lengvai tirpsta. Tačiau šiuo atveju gautas pavyzdys buvo ypač gerai išsilaikęs giliai Žemėje. Iš esmės jie gali mokslininkams pateikti neįkainojamų užuominų apie tai, kas nutiko GOE metu.
Žvelgiant į ateitį, šis naujausias tyrimas greičiausiai leis sukurti naujus modelius, paaiškinančius, kas įvyko po to, kai GOE sukėlė deguonies dujų kaupimąsi mūsų atmosferoje. Kaip paaiškino Johnas Higginsas, Prinstono geomokslų profesorius, pateikęs geocheminės analizės aiškinimą:
„Tai gana ypatinga geologinių telkinių klasė. Buvo daug diskusijų, ar didysis oksidacijos įvykis, susijęs su įvairių cheminių signalų padidėjimu ir sumažėjimu, reiškia didelį deguonies gamybos pokytį ar tiesiog peržengtą ribą. Esmė ta, kad šiame dokumente pateikiami įrodymai, kad Žemės deguonimi per šį laikotarpį susidarė daug deguonies ... Gali būti, kad įvyko svarbūs grįžtamojo ryšio ciklų pokyčiai sausumoje ar vandenynuose arba labai padidėjo deguonies gamyba mikrobų, tačiau bet kuriuo atveju tai buvo daug dramatiškesni, nei mes iki tol supratome “.
Šie modeliai taip pat gali padėti medžioti gyvenimą už mūsų Saulės sistemos ribų. Suprasdami tai, kas įvyko prieš milijardus metų mūsų pačių planetoje, kad ji būtų tinkama gyvybei, mes galėsime pastebėti tas pačias sąlygas ir procesus kitose planetose.
