Vědci dlouho přemýšleli o tom, proč v zemské atmosféře vzkvétal kyslík, počínaje asi 2,4 miliardami let.
Volal „Velkou oxidační událost“, přechod „nevratně změněné povrchové prostředí na Zemi a nakonec umožnil pokročilý život,“ řekl Dominic Papineau z Geofyzikální laboratoře Carnegie Institution.
Papineau nyní spoluautorem nové studie v časopise Příroda, který odhaluje nová vodítka k tajemství starověkých sedimentárních hornin.
Výzkumný tým vedený Kurtem Konhauserem z University of Alberta v Edmontonu analyzoval složení stopových prvků sedimentárních hornin známých jako pásové železné útvary neboli BIF z desítek různých lokalit po celém světě, ve věku od 3 800 do 550 miliony let. Pásové železné útvary jsou unikátní ložiska položená vodou, která se často nacházejí v extrémně starých vrstvách hornin, které se tvořily před tím, než atmosféra nebo oceány obsahovaly hojný kyslík. Jak jejich název napovídá, jsou vyrobeny ze střídajících se pásů železa a křemičitých minerálů.
Obsahují také menší množství niklu a dalších stopových prvků. A historie niklu, jak si vědci myslí, může odhalit tajemství původu moderního života.
Nikl existuje v dnešních oceánech ve stopových množstvích, ale byl až 400krát hojnější v prvotních oceánech Země. Mikroorganismy produkující metan, zvané methanogeny, se v takových prostředích daří a metan, který uvolňují do atmosféry, by mohl zabránit hromadění kyslíku, který by reagoval s metanem za vzniku oxidu uhličitého a vody.
Pokles koncentrace niklu by vedl k „hladomoru niklu“ pro methanogeny, které se spoléhají na enzymy na bázi niklu pro klíčové metabolické procesy. Řasy a další organismy, které uvolňují kyslík během fotosyntézy, používají různé enzymy, a tak by byl hladomorem niklu méně ovlivněn. V důsledku toho by atmosférický metan klesl a byly by stanoveny podmínky pro vzestup kyslíku.
Vědci zjistili, že hladiny niklu v BIF začaly klesat zhruba před 2,7 miliardami let a před 2,5 miliardami let byla přibližně poloviční oproti dřívější hodnotě.
"Načasování se hodí velmi dobře." Pokles niklu mohl připravit půdu pro Velkou oxidační událost, “řekl Papineau. "A z toho, co víme o živých methanogenech, by nižší úrovně niklu vážně omezily produkci metanu."
Pokud jde o důvod, proč nikl klesl na první místo, vědci poukazují na geologii. V dřívějších fázích dějin Země, i když byl jeho plášť extrémně horký, by lávy ze sopečných erupcí byly v niklu relativně vysoké. Eroze by vyplavila nikl do moře, přičemž by udržovala vysokou úroveň. Ale jak se pláště ochladilo a chemie láv se změnila, sopky vytryskly méně niklu a méně by si našlo cestu k moři.
"Niklové spojení nebylo něco, co někdo předtím zvažoval," řekl Papineau. "Je to jen stopový prvek v mořské vodě, ale naše studie naznačuje, že to mohlo mít obrovský dopad na životní prostředí Země a na historii života."
Zdroj: Carnegie Institution for Science, prostřednictvím Eurekalert.
