Země. Obrazový kredit: NASA Klikněte pro zvětšení
Historie života na Zemi úzce souvisí s výskytem kyslíku v atmosféře. Podle současného vědeckého konsenzu se v zemské atmosféře poprvé objevilo významné množství kyslíku asi před 2,4 miliardami let, s druhým velkým nárůstem atmosférického kyslíku došlo mnohem později, asi před 600 miliony let.
Nová zjištění geologů z University of Maryland však naznačují, že druhý skok v atmosférickém kyslíku mohl skutečně začít mnohem dříve a došlo k němu postupně, než se dříve myslelo. Tato zjištění byla možná pomocí nového nástroje pro sledování mikrobiálního života ve starověkých prostředích vyvinutých v Marylandu. Práce financovaná Národní vědeckou nadací a NASA se objevuje v 2. vydání časopisu Science.
Výzkumný pracovník David Johnston, vědecký pracovník Boswell Wing a jeho kolegové z katedry geologie a interdisciplinárního centra vědy o Zemi v Marylandu vedli mezinárodní tým vědců, kteří používali vysoce přesná měření vzácného izotopu síry, 33S, aby vytvořili tento prastarý mořský mikroby známé jako prokaryoty disproporcionující síru byly široce aktivní téměř o 500 milionů let dříve, než se dříve myslelo.
Meziprodukty síry používané mezi těmito bakteriemi disproporcionujícími síru jsou tvořeny expozicí sulfidových minerálů kyslíku. Vědci tak interpretovali důkazy o rozšířené aktivitě tohoto typu bakterií jako důkaz zvýšeného obsahu kyslíku v atmosféře.
„Tato měření znamenají, že disproporcionace sloučenin síry byla aktivní součástí cyklu síry před [1,3 miliony let] a že progresivní okysličování Země mohlo charakterizovat [střední proterozoikum],“ píšou autoři.
Proterozoikum je období v historii Země od asi před 2,4 miliardami roky do 545 miliónů let.
„Zjištění také ukazují, že novou výzkumnou metodu založenou na 33S lze použít k jedinečnému sledování přítomnosti a charakteru mikrobiálního života ve starověkých prostředích a poskytnout pohled na vývoj v akci,“ řekl Johnston. "Tento přístup poskytuje významný nový nástroj v astrobiologickém hledání raného života na Zemi i mimo něj."
Vzduch, který dýcháme
Když se naše planeta tvořila přibližně před 4,5 miliardami let, prakticky veškerý kyslík na Zemi byl chemicky vázán na jiné prvky. Bylo to v pevných sloučeninách, jako je křemen a jiné křemičitanové minerály, v kapalných sloučeninách, jako je voda, a v plynných sloučeninách, jako je oxid siřičitý a oxid uhličitý. Volný kyslík - plyn, který nám umožňuje dýchat a který je nezbytný pro celý pokročilý život - prakticky neexistoval.
Vědci již dlouho mysleli, že výskyt kyslíku v atmosféře byl poznamenán dvěma výraznými skoky v hladinách kyslíku. V posledních letech vědci použili metodu vyvinutou geologem University of Maryland Jamesem Farquharem a kolegy z Marylandu, aby přesvědčivě určili, že se významné množství kyslíku poprvé objevilo v zemské atmosféře asi před 2,4 miliardami let. Toto zvýšení, které se někdy označuje jako „Velká oxidační událost“, označuje začátek proterozoického období.
Obecný vědecký konsenzus také tvrdil, že k druhému hlavnímu nárůstu atmosférického kyslíku došlo přibližně před 600 miliony let, kdy se kyslík v té době zvyšoval téměř na moderní úroveň. Důkazy o mnohobuněčných zvířatech se poprvé objevují v geologii kolem této doby.
"Proběhlo mnoho diskusí o tom, zda druhý velký nárůst atmosférického kyslíku byl rychlý a postupný, nebo pomalý a progresivní," řekl Wing. "Naše výsledky podporují myšlenku, že druhý nárůst byl progresivní a začal asi před 1,3 miliardami let, spíše než před 0,6 miliardami let."
Spolu s Johnstonem, spoluautory Wing's Maryland na 2.prosince, jsou geologičtí kolegové James Farquhar a Jay Kaufman. Jejich skupina pracuje na dokumentování vazeb mezi izotopy síry a vývojem zemské atmosféry pomocí kombinace terénního výzkumu, laboratorní analýzy vzorků hornin, geochemických modelů, fotochemických experimentů s plyny nesoucími síru a mikrobiálních experimentů.
„Aktivní disproporce mikrobiální síry v Mesoproterozoiku“ David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar a Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, vesmír? Timothy W. Lyons, Kalifornská univerzita, Riverside; Linda C. Kah, University of Tennessee; Donald E. Canfield, Southern Denmark University: Science, 2. prosince 2005.
Původní zdroj: UM News Release
