Kreditna slika: NASA
Dok dva veslača tragaju za Marsom zbog znakova vode i prethodnika života, geohemičari su otkrili dokaze da su se drevni okeani Zemlje mnogo razlikovali od današnjih. Istraživanje objavljeno u ovonedeljnom izdanju časopisa Science, navodi nove podatke koji pokazuju da Zemljini okeani koji sadrže život sadrže manje kisika nego danas i da su mogli biti gotovo lišeni kisika milijardu godina duže nego što se prethodno mislilo. Ovi nalazi mogu vam pomoći objasniti zašto se složeni život jedva razvijao milijarde godina nakon što je nastao.
Znanstvenici, financirani od Nacionalne zaklade za znanost (NSF) i povezani sa Sveučilištem u Rochesteru, uveli su novu metodu koja otkriva kako se oceanski kisik mogao promijeniti u globalu. Većina geologa slaže se da u oceanima gotovo prije 2 milijarde godina gotovo nije otopljen kisik, i da su oni bili bogati kisikom tijekom većeg dijela zadnjih pola milijarde godina. No, uvijek je postojala misterija oko razdoblja između.
Geokemičari su razvili načine otkrivanja znakova drevnog kisika na određenim područjima, ali ne i u Zemljinim oceanima u cjelini. Međutim, timska metoda može se ekstrapolirati da bi shvatila prirodu svih oceana širom svijeta.
"Ovo je najbolji izravni dokaz da su globalni oceani imali manje kisika za to vrijeme", kaže Gail Arnold, doktorica znanosti o zemlji i okolišu na Sveučilištu u Rochesteru i vodeća autorica istraživanja.
Dodaje Enriqueta Barrera, programska direktorica NSF-ove podjele znanosti o zemlji, „Ova se studija temelji na novom pristupu, primjeni izotopa molibdena, koji omogućava znanstvenicima da utvrde globalne poremećaje u oceanima. Ovi izotopi otvaraju nova vrata istraživanju anoksičnih stanja oceana ponekad kroz geološke zapise. "
Arnold je proučavao stijene iz sjeverne Australije koje su se nalazile na dnu oceana prije više od milijardu godina, koristeći novu metodu koju su razvili ona i koautori, Jane Barling i Ariel Anbar. Prethodni istraživači bušili su se u stijeni nekoliko metara i testirali njegov kemijski sastav, potvrdivši da je zadržao izvorne podatke o oceanima sigurno sačuvanim. Članovi tima donijeli su te stijene u svoj laboratorij gdje su koristili novorazvijenu tehnologiju - nazvanu Multiple Collector Inductive-Couple Mass Plactma Spectrometer - kako bi pregledali izotope molibdena unutar stijena.
Element molibden ulazi u oceane riječnim otjecanjem, rastvara se u morskoj vodi i može ostati otopljen stotinama tisuća godina. Dugo se zadržavajući u otopini, molibden se dobro miješa u cijelim oceanima, što ga čini odličnim globalnim pokazateljem. Potom se iz oceana uklanja u dvije vrste sedimenata na morskom dnu: one koje se nalaze ispod voda, bogate kisikom i one koje nisu kisik.
Radeći s koautorom Timothyjem Lyonsom sa Sveučilišta u Missouriju, tim iz Rochestera ispitao je uzorke modernog morskog dna, uključujući rijetke lokacije koje su danas siromašne kisikom. Saznali su da je kemijsko ponašanje izotopa molibdena u sedimentima različito ovisno o količini kisika u nadzemnim vodama. Kao rezultat toga, kemija izotopa molibdena u globalnim oceanima ovisi o tome koliko je morska voda siromašna kisikom. Također su otkrili da molibden u određenim vrstama stijena bilježi ove podatke o drevnim oceanima. U usporedbi s modernim uzorcima, mjerenja kemije molibdena u stijenama iz Australije upućuju na oceane s mnogo manje kisika.
Koliko manje kisika je pitanje. Svijet pun oceanskih okeana mogao bi imati ozbiljne posljedice za evoluciju. Eukarioti, vrste stanica koje čine sve organizme osim bakterija, pojavljuju se u geološkom zapisu već prije 2,7 milijardi godina. No eukarioti s mnogim stanicama - preci biljaka i životinja - pojavili su se prije pola milijarde godina, otprilike u vremenu kada su oceani postali bogati kisikom. S paleontologom Andrewom Knolom sa Sveučilišta Harvard, Anbar je prethodno iznio hipotezu da je produljeno razdoblje anoksičnih oceana možda ključ zašto su složeniji eukarioti jedva izbacili život dok su im plodni bakterijski rođaci uspijevali. Arnoldova studija važan je korak u ispitivanju ove hipoteze.
"Izvrsno je što znamo tako malo o povijesti oceana vlastite planete", kaže Anbar. „Da li je u oceanima bilo kisika ili ne je jednostavno kemijsko pitanje na koje misliš da bi bilo lako odgovoriti. To pokazuje koliko je teško zadirkivati podatke iz rock zapisa i koliko nas još može naučiti o svom podrijetlu. "
Otkrivanje koliko je manje kisika u oceanima u drevnoj prošlosti sljedeći je korak. Znanstvenici planiraju nastaviti proučavati kemiju molibdena kako bi odgovorili na to pitanje uz stalnu podršku NSF-a i NASA-e, agencija koje su podržale početni rad. Informacije ne samo da će bacati svjetlost na našu vlastitu evoluciju, već će nam možda pomoći da shvatimo uvjete koje bismo trebali tražiti dok tražite život izvan Zemlje.
Izvorni izvor: NSF News Release
