Pirms miljardiem gadu Zemes vide ļoti atšķīrās no tās, kuru mēs šodien pazīstam. Būtībā mūsu planētas sākotnējā atmosfēra bija toksiska dzīvībai, kā mēs to zinām, un to veidoja oglekļa dioksīds, slāpeklis un citas gāzes. Tomēr paleoproterozoiskā laikmeta laikā (pirms 2,5–1,6 miljardiem gadu) notika dramatiskas pārmaiņas, kad atmosfērā sāka ienākt skābeklis - pazīstams kā Lielais oksidācijas notikums (GOE).
Vēl nesen zinātnieki nebija pārliecināti, vai šis notikums, kas notika fotosintētisko baktēriju ietekmē, mainot atmosfēru, notika ātri vai nē. Tomēr saskaņā ar neseno starptautisko zinātnieku komandas pētījumu šis notikums notika daudz straujāk, nekā tika domāts iepriekš. Balstoties uz jaunatklātiem ģeoloģiskiem pierādījumiem, komanda secināja, ka skābekļa ievadīšana mūsu atmosfērā ir “vairāk kā ugunsdzēsības šļūtene” nekā sūksts.
Nesen žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “Divus miljardus gadu veci evaporīti uztver lielu Zemes oksidāciju” Zinātne. Klinras Blättleres, pēcdoktorantūras pētnieces, Prinstonas Ģeoloģijas zinātņu departamenta vadībā, komandā bija arī locekļi no Zilā marmora kosmosa zinātnes institūta, Karēlijas zinātnes centra, Lielbritānijas Ģeoloģijas dienesta, Norvēģijas Ģeoloģijas dienesta un vairākām universitātēm. .
Īsāk sakot, Lielais oksigenācijas notikums sākās aptuveni pirms 2,45 miljardiem gadu, kad sākās Proterozoika laikmets. Tiek uzskatīts, ka šis process ir cianobaktēriju rezultāts, kas lēnām metabolizē oglekļa dioksīdu (CO2) un rada skābekļa gāzi, kas tagad veido apmēram 20% no mūsu atmosfēras. Tomēr vēl nesen zinātnieki nespēja daudz ierobežot šī perioda ierobežojumus.
Par laimi, Norvēģijas Ģeoloģijas dienesta ģeologu komanda sadarbībā ar Karēlijas pētniecības centru Petrozavodskā, Krievijā, nesen atņēma konservētu kristalizētu sāļu paraugus Krievijā, kas datēti ar šo periodu. Tie tika iegūti no 1,9 km dziļa (1,2 jūdzes) urbuma Karēlijā Krievijas ziemeļrietumos no Onega parametra cauruma (OPH) urbšanas vietas Onegas ezera rietumu krastos.
Šie sāls kristāli, kas ir aptuveni pirms 2 miljardiem gadu, bija senā jūras ūdens iztvaikošanas rezultāts. Izmantojot šos paraugus, Blatlers un viņas komanda varēja uzzināt lietas par okeānu sastāvu un atmosfēru, kas pastāvēja uz Zemes ap GOE laiku. Iesācējiem komanda noteica, ka tie satur pārsteidzoši lielu daudzumu sulfāta, kas ir jūras ūdens reakcijas ar skābekli rezultāts.
Kā nesenā Prinstonas preses paziņojumā paskaidroja Aivo Leplands - Norvēģijas Ģeoloģijas dienesta pētnieks, Tallinas Tehnoloģiju universitātes ģeoloģijas speciālists un pētījuma vecākais autors -
“Šis ir visu laiku spēcīgākais pierādījums tam, ka senajā jūras ūdenī, no kura šie minerāli izgulsnējās, bija augsta sulfātu koncentrācija, sasniedzot vismaz 30 procentus no mūsdienu okeāna sulfāta, kā liecina mūsu aplēses. Tas ir daudz vairāk, nekā tika domāts iepriekš, un būs nepieciešams ievērojami pārdomāt Zemes 2 miljardus gadu vecās atmosfēras un okeāna sistēmas skābekļa daudzumu. ”
Pirms tam zinātnieki nebija pārliecināti, cik ilgs laiks būs vajadzīgs, lai mūsu atmosfēra sasniegtu pašreizējo slāpekļa un skābekļa līdzsvaru, kas ir būtisks dzīvībai, kā mēs to zinām. Pamatā viedoklis tika sadalīts starp to, kas ir kaut kas strauji noticis vai noticis miljonu gadu laikā. Liela daļa no tā izriet no fakta, ka senākie atklātie iežu sāļi tika datēti pirms miljardiem gadu.
"Šīs idejas ir bijis grūti pārbaudīt, jo no šī laikmeta mums nebija pierādījumu, lai pastāstītu mums par atmosfēras sastāvu," teica Blättler. Tomēr, atklājot iežu sāļus, kas ir aptuveni 2 miljardi gadu veci, zinātniekiem tagad ir pierādījumi, kas viņiem nepieciešami, lai ierobežotu GOE. Arī atradumam bija ļoti paveicies, ņemot vērā, ka šādi iežu sāļu paraugi ir diezgan trausli.
Šajā pētījumā izmantotajos paraugos bija halīts (kas ķīmiski ir identisks galda sālim vai nātrija hlorīdam), kā arī citi kalcija, magnija un kālija sāļi, kas laika gaitā viegli izšķīst. Tomēr šajā gadījumā iegūtais paraugs bija izcili labi saglabājies dziļi Zemes iekšienē. Kā tādi viņi zinātniekiem var sniegt nenovērtējamus norādījumus par to, kas notika ap GOE laiku.
Raugoties nākotnē, šis jaunākais pētījums, visticamāk, radīs jaunus modeļus, kas izskaidro to, kas notika pēc GOE, lai izraisītu skābekļa gāzes uzkrāšanos mūsu atmosfērā. Kā skaidroja Džons Higgins, Prinstonas ģeoloģijas zinātņu docents, kurš sniedza ģeoķīmiskās analīzes interpretāciju:
“Šī ir diezgan īpaša ģeoloģisko atradņu klase. Bija daudz diskusiju par to, vai Lielais oksidācijas notikums, kas saistīts ar dažādu ķīmisko signālu palielināšanos un samazināšanos, nozīmē lielas izmaiņas skābekļa ražošanā vai tikai slieksnis, kas tika pārsniegts. Rezultāts ir tāds, ka šis dokuments sniedz pierādījumus tam, ka Zemes skābekļa pievadīšana šajā laika posmā ir saistīta ar lielu skābekļa ražošanu. Var būt, ka ir notikušas nozīmīgas izmaiņas atgriezeniskās saites ciklos uz sauszemes vai okeānos, vai arī ir ievērojami palielinājies skābekļa ražošanas apjoms mikrobi, bet katrā ziņā tas bija daudz dramatiskāks, nekā mums bija iepriekšēja izpratne. ”
Šie modeļi, iespējams, arī palīdzēs medībās par dzīvi ārpus mūsu Saules sistēmas. Izprotot to, kas notika uz mūsu pašu planētas pirms miljardiem gadu, lai padarītu to piemērotu dzīvībai, mēs varēsim pamanīt šos pašus apstākļus un procesus uz citām planētām.
