the SCIENCE TIMES-planeettamme ei ole aina ollut sopiva paikka elämälle, ja vaikka ilmakehämme on muuttunut kautta aikain tarjotakseen ilmaa, jota hengitämme, prosessi, jossa se on käynyt läpi, oli uuden tutkimuksen mukaan voimakas.
MITEN MAA PYSTYI TUOTTAMAAN HENGITTÄVÄÄ HAPPEA?
Nature Geoscience-lehdessä julkaistu uusi tutkimus kertoo, miten mannerlaattojen siirtymisestä johtuvat tulivuorenpurkaukset ovat voineet vaikuttaa planeetan kaasukehän dramaattisiin muutoksiin. Piikki hapentuotannossa johtuu siitä, miten kuori ja vaippa liikkuvat ja miten niiden liikkeet laukaisevat kemiallisia reaktioita.
Ricen yliopiston tutkijat loivat uuden mallin, jolla voidaan mahdollisesti selittää suuri Hapettumistapahtuma ja Lomagundin tapahtuma. Molemmat ovat kaksi pitkäaikaista geologista mysteeriä, jotka tapahtuivat 2.4 miljardia ja 100 miljoonaa vuotta sitten.
lue: uusi tutkimus liittää pohjaveden liikkeen ilmastoon
mikä on suuri HAPETTUMISTAPAHTUMA?
elämän syntytavan ymmärtämiseksi on tärkeää huomata planeetan ilmakehän historia, joka mahdollisti elämän menestymisen. Yksi ilmakehän historian merkittävistä tapahtumista on suuri Hapetustapahtuma, jossa maan matalissa valtamerissä hapen määrä kasvoi dramaattisesti. Miljoonia vuosia myöhemmin planeetta koki hapen vähenemisen ilmakehässä, ja tätä kutsuttiin Lomagundin tapahtumaksi, joka oli planeetan ilmakehän historian huomattavin hiili-isotooppitapahtuma. Mainittujen hapettumistapahtumien syyt olivat epäselviä viime aikoihin asti.
tutkijat haluaisivat keskittyä hiilen isotooppeihin näiden tapahtumien selittämisessä. Koska hiilellä on kolme luonnossa esiintyvää isotooppia (muunnokset voidaan määrittää neutronien lukumäärän perusteella), hiili-12: n ja hiili-13: n isotooppien suhteesta tulee hyödyllinen työkalu luonnollisten systeemien tutkimiseen erityisesti ilmakehässä. Tämä johtuu siitä, että hiili-12 ja hiili-13 tulevat eri lähteistä. Geotieteilijä James Eguchi Kalifornian yliopistosta Riversidesta selittää: ”tämän tekee ainutlaatuiseksi se, että se ei vain yritä selittää hapen nousua. Se pyrkii myös selittämään joitakin läheisesti toisiinsa liittyviä pintageokemiaa, hiilen isotooppien koostumuksen muutosta, joka havaitaan karbonaattikiviluettelossa pian hapetustapahtuman jälkeen.”
Eguchi selitti myös, että ryhmä yrittää selittää tapahtumien kulkua käyttämällä yhtä mekanismia, joka käsittää maan sisäosat, tektoniikan ja tulivuorista tulevan hiilidioksidin tehostetun kaasuuntumisen. Ennen tätä tutkimusta hyväksytyin selitys on, että fotosynteesi oli suuren Hapettumistapahtuman takana syanobakteerien kautta, jotka erittävät happea jätetuotteena. Eguchi ja hänen tiiminsä tunnustavat tämän selityksen pätevyyden ja sen, miten sillä oli suuri merkitys, Mutta jotain suurempaa tapahtuu planeetan kuoren ja vaipan sisällä.
miten maan sisäosat vaikuttivat merkittävästi planeetan hapettumiseen
tutkijat käyttivät tutkimuksen taustalla yksityiskohtaista mallinnusta ja havaitsivat, että mannerlaattojen aktiivisuuden lisääntyminen synnytti uusia tulivuoria ennen suurta Hapettumistapahtumaa, joka pumppasi ilmaan suuria määriä hiilidioksidia, mikä johti ilmaston lämpenemiseen, lisääntyneeseen sademäärään ja valtamereen huuhtoutuneisiin mineraaleihin. Nämä ilmiöt johtivat syanobakteerien ja karbonaattien nousukauteen. Yhteyttämisen lisääntymisen katsotaan johtuneen syanobakteerikannan kasvusta, ja ilmakehässä oleva hiili puolestaan hautautui maan alle. Eguchi sanoi, että se on iso syklinen prosessi. Hän selitti myös, että epäorgaanisista hiili-13-isotoopeista runsaasti hiiltä olisi ilmaantunut uudelleen ensin vulkaanisen toiminnan kautta, kun taas hiili-12-rikas hiili ilmestyi myöhemmin muiden vulkaanisten tulipesäkkeiden kautta. ”Esitämme, että hiilidioksidipäästöt olivat erittäin tärkeitä tässä elämän lisääntymisessä”, hän sanoo. ”Se todella yrittää sitoa miten nämä syvemmät prosessit ovat vaikuttaneet pintaelämään planeetallamme menneisyydessä.”