Před miliardami let bylo prostředí Země velmi odlišné od prostředí, které známe dnes. V podstatě byla prvotní atmosféra naší planety pro život toxická, jak ji známe, skládající se z oxidu uhličitého, dusíku a dalších plynů. U doby Paleoproterozoic (před 2,5–1,6 miliardami let) však došlo k dramatické změně, kdy se do atmosféry začal zavádět kyslík - známý jako Velká oxidační událost (GOE).
Až donedávna si vědci nebyli jisti, zda k této události - která byla výsledkem fotosyntetických bakterií měnících atmosféru - došlo rychle nebo ne. Podle nedávné studie týmu mezinárodních vědců však byla tato událost mnohem rychlejší, než se dříve myslelo. Na základě nově objevených geologických důkazů tým dospěl k závěru, že zavedení kyslíku do naší atmosféry bylo „spíš jako požární hadice“ než pramínek.
Studie s názvem „Dva miliardové roky staré evapority zachycují velkou oxidaci Země“ se nedávno objevila v časopise Věda. V čele s Clarou Blättlerovou, postdoktorandskou vědeckou pracovnicí na Katedře geověd v Princetonu, do týmu také byli členové Institutu pro vědu o modrých mramorech, Karelian Science Center, British Geological Survey, Geological Survey of Norway a několik univerzit. .
Stručně řečeno, velká kyslíková událost se začala zhruba před 2,45 miliardami let na začátku proterozoického eonu. Tento proces je považován za výsledek cyanobakterií, které pomalu metabolizují oxid uhličitý (CO2) a produkují plynný kyslík, který nyní tvoří asi 20% naší atmosféry. Až donedávna však vědci nebyli schopni omezit na toto období omezení.
Naštěstí tým geologů z Norského geologického průzkumu - ve spolupráci s Karelským výzkumným střediskem v Petrozavodsku v Rusku - nedávno získal vzorky konzervovaných krystalizovaných solí v Rusku, které jsou datovány do tohoto období. Byly vytěženy z 1,9 km hluboké díry v Karélii v severozápadním Rusku, z vrtné lokality Onega Parametric Hole (OPH) na západním břehu jezera Onega.
Tyto krystaly soli, které jsou zhruba před 2 miliardami let, byly důsledkem odpařování prastaré mořské vody. Na základě těchto vzorků se Blättler a její tým mohli dozvědět něco o složení oceánů a atmosféře, která na Zemi existovala v době GOE. Pro začátečníky tým určil, že obsahují překvapivě velké množství síranu, což je výsledek reakce mořské vody s kyslíkem.
V nedávné tiskové zprávě Princetonu vysvětlil Aivo Lepland - výzkumný pracovník v Norském geologickém průzkumu, geologický specialista na univerzitě v Tallinnu a hlavní autor studie.
"Toto je nejsilnější důkaz, že starodávná mořská voda, ze které se tyto minerály vysrážely, měla vysoké koncentrace síranů dosahující alespoň 30 procent současného oceánského síranu, jak ukazují naše odhady." To je mnohem vyšší, než se dříve myslelo, a bude to vyžadovat značné přehodnocení velikosti okysličování 2 miliardového letého systému atmosféra-oceán Země. “
Před tím si vědci nebyli jisti, jak dlouho trvalo, než naše atmosféra dosáhla své současné rovnováhy mezi dusíkem a kyslíkem, což je pro život nezbytné, jak jej známe. V podstatě byl názor rozdělen na to, že se jedná o něco, co se stalo rychle nebo se objevilo v průběhu milionů let. Hodně z toho pramení ze skutečnosti, že nejstarší objevené kamenné soli byly datovány před miliardou let.
"Bylo obtížné tyto nápady otestovat, protože jsme z té doby neměli důkazy, které by nám řekly o složení atmosféry," řekl Blättler. Vědci však nyní objevením kamenných solí, které jsou zhruba 2 miliardy let, mají důkazy, které potřebují, aby omezily GOE. Nález byl také velmi šťastný, vzhledem k tomu, že takové vzorky kamenných solí jsou poměrně křehké.
Vzorky použité pro tuto studii obsahovaly halit (který je chemicky totožný se stolní solí nebo chloridem sodným), jakož i další soli vápníku, hořčíku a draslíku, které se postupem času snadno rozpustí. Vzorek získaný v tomto případě byl však výjimečně dobře zachován hluboko na Zemi. Jsou tak schopni poskytnout vědcům neocenitelné vodítko k tomu, co se stalo v době GOE.
Pokud jde o budoucnost, tato nejnovější studie pravděpodobně povede k novým modelům, které vysvětlují, co se stalo po GOE, aby se v naší atmosféře nahromadil kyslík. Jak John Higgins, pomocný profesor geověd v Princetonu, který poskytl interpretaci geochemické analýzy, vysvětlil:
"Je to docela zvláštní třída geologických ložisek." Proběhlo mnoho debat o tom, zda Velká oxidační událost, která je vázána na zvyšování a snižování různých chemických signálů, představuje velkou změnu v produkci kyslíku, nebo jen prahovou hodnotu, která byla překročena. Pointa je, že tento dokument poskytuje důkaz, že okysličení Země v tomto časovém období zahrnovalo hodně produkce kyslíku ... Mohly se vyskytnout důležité změny v cyklech zpětné vazby na zemi nebo v oceánech nebo velký nárůst produkce kyslíku mikroby, ale v každém případě to bylo mnohem dramatičtější, než jsme předtím rozuměli. “
Tyto modely také pravděpodobně pomohou v honbě za životem mimo naši sluneční soustavu. Po pochopení toho, co se stalo na naší planetě před miliardami let, aby bylo vhodné pro život, budeme schopni spatřit stejné podmínky a procesy na jiných planetách.
