Istraživači su dugo zagonetali zašto je kisik cvjetao u Zemljinoj atmosferi počevši otprilike 2,4 milijarde godina.
Nazvan "velikim događajem oksidacije", tranzicija je "nepovratno promijenila površinsko okruženje na Zemlji i na kraju omogućila napredni život", rekao je Dominic Papineau iz Geofizičke laboratorije Instituta Carnegie.
Papineau je bio koautor nove studije u časopisu Priroda, što otkriva nove tragove misterija u drevnim sedimentnim stijenama.
Istraživački tim, koji je vodio Kurt Konhauser sa Sveučilišta Alberta u Edmontonu, analizirao je sastav elemenata u tragovima stijenskih stijena poznatih kao formacije od gvozdenog željeza ili BIF-ova iz desetaka različitih lokaliteta širom svijeta, u rasponu od 3.800 do 550 milijuna godina. Obrubljene željezne formacije jedinstvene su vodene naslage koje se često nalaze u izuzetno starim stijenama koje su se formirale prije nego što su atmosfera ili oceani sadržavali obilje kisika. Kao što im ime govori, napravljeni su od naizmjeničnih traka minerala željeza i silikata.
Također sadrže manje količine nikla i drugih elemenata u tragovima. A povijest nikla, smatraju istraživači, može otkriti tajnu nastanka modernog života.
Nikal postoji u današnjim oceanima u tragovima, ali bio je do 400 puta obilniji u prvobitnim okeanima Zemlje. Mikroorganizmi koji proizvode metan, nazivaju se metanogeni, uspijevaju u takvim okruženjima, a metan koji se ispuštao u atmosferu mogao je spriječiti nakupljanje plinova kisika, koji bi reagirao s metanom na stvaranje ugljičnog dioksida i vode.
Pad koncentracije nikla doveo bi do "gladovanja nikla" za metanogene, koji se oslanjaju na enzime koji se temelje na niklu za ključne metaboličke procese. Alge i drugi organizmi koji oslobađaju kisik tijekom fotosinteze koriste različite enzime i tako bi manje utjecao glad od nikla. Kao rezultat toga, atmosferski metan bi opao i stvorili bi se uvjeti za porast kisika.
Istraživači su otkrili da je razina nikla u BIF-u počela padati prije otprilike 2,7 milijardi godina, a prije 2,5 milijardi godina otprilike je polovica njegove ranije vrijednosti.
"Vrijeme se vrlo dobro uklapa. Pad nikla mogao bi postaviti pozornicu za Veliki događaj oksidacije “, rekao je Papineau. "I prema onome što znamo o živim metanogenima, niža razina nikla ozbiljno bi smanjila proizvodnju metana."
Što se tiče zašto je nikl pao na prvom mjestu, istraživači ukazuju na geologiju. Tijekom ranijih faza Zemljine povijesti, iako je njen plašt bio vrlo vruć, lave uslijed vulkanskih erupcija bile bi relativno visoke u niklu. Erozija bi ubacila nikal u more, održavajući visoke razine. No kako se plašt hladi, a kemija lava se mijenjala, vulkani su izbacivali manje nikla i manje bi pronašli svoj put do mora.
"Nikalna veza nije nešto što je iko prije razmatrao", rekao je Papineau. "To je samo element u tragovima u morskoj vodi, ali naše istraživanje pokazuje da je moglo imati veliki utjecaj na Zemljino okruženje i na povijest života."
Izvor: Carnegie Institution for Science, putem Eurekalert-a.
