Οι ερευνητές έχουν προβληματιστεί εδώ και πολύ καιρό για το γιατί το οξυγόνο άνθισε στην ατμόσφαιρα της Γης ξεκινώντας περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ονομάζεται «Μεγάλη Οξείδωση Εκδήλωση», η μετάβαση «άλλαξε ανεπανόρθωτα επιφανειακά περιβάλλοντα στη Γη και τελικά κατέστησε δυνατή την προηγμένη ζωή», δήλωσε ο Dominic Papineau του Εργαστηρίου Γεωφυσικής του Carnegie Institution.
Τώρα, ο Papineau συνέγραψε μια νέα μελέτη στο περιοδικό Φύση, που αποκαλύπτει νέες ενδείξεις για το μυστήριο στα αρχαία ιζηματογενή πετρώματα.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Kurt Konhauser του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα στο Έντμοντον, ανέλυσε τη σύνθεση ιχνοστοιχείων των ιζηματογενών πετρωμάτων που είναι γνωστοί ως σχηματισμοί λωρίδας σιδήρου ή BIF, από δεκάδες διαφορετικές περιοχές σε όλο τον κόσμο, ηλικίας από 3.800 έως 550 εκατομμύρια χρόνια. Οι σχηματισμοί με επένδυση από σίδερο είναι μοναδικοί, εναποθέτοντας νερό που βρίσκονται συχνά σε πολύ παλιά στρώματα βράχου που σχηματίστηκαν πριν από την ατμόσφαιρα ή οι ωκεανοί περιείχαν άφθονο οξυγόνο. Όπως υποδηλώνει το όνομά τους, είναι κατασκευασμένα από εναλλασσόμενες ταινίες σιδήρου και πυριτικών ορυκτών.
Περιέχουν επίσης μικρές ποσότητες νικελίου και άλλων ιχνοστοιχείων. Και η ιστορία του νικελίου, πιστεύουν οι ερευνητές, μπορεί να αποκαλύψει ένα μυστικό για την προέλευση της σύγχρονης ζωής.
Το νικέλιο υπάρχει στους σημερινούς ωκεανούς σε ίχνη, αλλά ήταν έως και 400 φορές πιο άφθονο στους αρχέγονους ωκεανούς της Γης. Οι μικροοργανισμοί που παράγουν μεθάνιο, που ονομάζονται μεθανογόνα, ευδοκιμούν σε τέτοια περιβάλλοντα και το μεθάνιο που απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα μπορεί να είχε αποτρέψει τη συσσώρευση αερίου οξυγόνου, το οποίο θα είχε αντιδράσει με το μεθάνιο για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και νερού.
Η μείωση της συγκέντρωσης νικελίου θα οδηγούσε σε «λιμό νικελίου» για τα μεθανογόνα, τα οποία βασίζονται σε ένζυμα με βάση το νικέλιο για βασικές μεταβολικές διεργασίες. Τα φύκια και άλλοι οργανισμοί που απελευθερώνουν οξυγόνο κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης χρησιμοποιούν διαφορετικά ένζυμα και έτσι θα είχαν επηρεαστεί λιγότερο από την πείνα του νικελίου. Ως αποτέλεσμα, το ατμοσφαιρικό μεθάνιο θα είχε μειωθεί και οι συνθήκες για την αύξηση του οξυγόνου θα είχαν καθοριστεί.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα νικελίου στα BIF άρχισαν να πέφτουν περίπου 2,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν και κατά 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν ήταν περίπου το ήμισυ της προηγούμενης αξίας του.
«Ο συγχρονισμός ταιριάζει πολύ καλά. Η πτώση του νικελίου θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει το στάδιο για τη Μεγάλη Εκδήλωση Οξείδωσης », δήλωσε ο Papineau. «Και από όσα γνωρίζουμε για τα ζωντανά μεθανογόνα, τα χαμηλότερα επίπεδα νικελίου θα είχαν μειώσει σημαντικά την παραγωγή μεθανίου.»
Όσον αφορά το γιατί το νικέλιο έπεσε αρχικά, οι ερευνητές επισημαίνουν τη γεωλογία. Κατά τις προηγούμενες φάσεις της ιστορίας της Γης, ενώ ο μανδύας της ήταν εξαιρετικά ζεστός, οι λάβα από ηφαιστειακές εκρήξεις θα ήταν σχετικά υψηλές σε νικέλιο. Η διάβρωση θα έπλυνε το νικέλιο στη θάλασσα, διατηρώντας τα επίπεδα ψηλά. Αλλά καθώς ο μανδύας κρυώθηκε και η χημεία των λαβών άλλαξε, τα ηφαίστεια έβγαλαν λιγότερο νικέλιο και λιγότερα θα είχαν βρει το δρόμο τους προς τη θάλασσα.
«Η σύνδεση νικελίου δεν ήταν κάτι που κανείς είχε σκεφτεί στο παρελθόν», είπε ο Papineau. "Είναι απλώς ένα ιχνοστοιχείο στο θαλασσινό νερό, αλλά η μελέτη μας δείχνει ότι μπορεί να είχε τεράστιο αντίκτυπο στο περιβάλλον της Γης και στην ιστορία της ζωής."
Πηγή: Carnegie Institution for Science, μέσω του Eurekalert.
