nykypäivän ilmastonmuutos ei pidä kynttilää maassa yli 2 miljardia vuotta sitten käydylle kemialliselle sodalle.
ennen kuin kasvit keksivät fotosynteesin voiman, yksisoluinen elämä säilyi kemikaaleilla, ei auringonvalolla, palaen muun muassa vedyn, metaanin ja rikin läpi. Nämä ilman happea elävät ”anaerobit” myrkytettiin, kun syanobakteereiksi kutsutut sinilevät kehittivät yhteyttämistä ja aloittivat hapen uloshengityksen. Hyvin reaktiivinen kaasu yhdistyy anaerobisissa soluissa metalleihin ja proteiineihin tappaen ne. Syanobakteerit kuitenkin menestyivät ja muuttivat auringonvalon sokeriksi ja erittivät happea jätteenä.
kivien happipitoisuudet nousevat yhtäkkiä 2,5 miljardia vuotta sitten alkaneesta piikistä, jota kutsutaan ”suureksi Hapetustapahtumaksi.”Hyppyä pidettiin pitkään todisteena siitä, milloin syanobakteerit kehittyivät fotosynteesiksi. Mutta tutkimus julkaistiin tänään (maaliskuu 23) lehdessä Nature Geoscience liittyy kasvava joukko tietoja, jotka viittaavat varhaisimmat auringon ystäville ilmestyi kauan ennen tätä hapen piikki.
monet tutkijat arvelevat nyt, että ensimmäiset yhteyttävät eliöt elivät maapallolla 3 miljardia vuotta sitten. Ja kuten taiteen restauroijat, jotka löytävät piilotetun kuvan vanhan Mestarimaalauksen alta, nämä tiedemiehet ovat löytämässä uuden kuvan maan ensimmäisestä henkäyksestä.
Raskasmetallit
uudessa tutkimuksessa Yalen yliopiston geokemisti Noah Planavsky kollegoineen analysoi molybdeenin ja raudan pitoisuuksia Etelä-Afrikasta peräisin olevissa 2,95 miljardia vuotta vanhoissa kivissä. Kalliot laskettiin veteen, matalaan merenrantaan lähelle rantaa. Metallit toimivat fotosynteesin merkkeinä. Molybdeenin isotoopit eli alkuaineet, joilla on sama määrä protoneja mutta eri määrä neutroneja, seuraavat mangaanin hapettumista, prosessia, joka vaatii paljon happea, Planavsky sanoi.
kivissä olevat kemialliset jäljet Pongolan Superryhmästä viittaavat syanobakteerien tuottaneen happea valtamerten pintavedessä, Planavsky sanoi. ”Tutkimuksemme kertoo, että valtamerissä oli paikallista syanobakteerien tuotantoa”, hän kertoi Live Sciencen our Amazing Planet-lehdelle.
toisessa tuoreessa tutkimuksessa, joka koski myös Etelä-Afrikan pongolakiviä, tutkijat tarkastelivat Kromi-isotooppeja arvioidakseen ilmakehän happipitoisuuksia 3 miljardia vuotta sitten. Tulokset viittaavat siihen, että ilmakehän happi oli noin 100 000 kertaa suurempi kuin mitä voitaisiin selittää ei-biologisilla kemiallisilla reaktioilla, tutkimus julkaisi syyskuussa. 26, 2013, Nature-lehdessä.
”nämä kaksi tutkimusta ovat varsin toisiaan täydentäviä”, Planavsky sanoi. ”Tarjoamme riippumatonta näyttöä syanobakteerien esiintymisestä. Me seuraamme valtamerten pintaprosesseja, ja he jäljittävät maanpäällisiä prosesseja.”
kuitenkin Woodward Fischer, geobiologi Caltech Pasadena, Calif., varoittaa, että jäljitysmetallitekniikat tarvitsevat lisää validointia. Molemmat analyyttiset menetelmät ovat vain noin kymmenen vuotta vanhoja, ja niitä testataan äärimmäisen vanhoilla kivillä. ”Niistä johdettujen tulkintojemme laatu on edelleen hieman epävarmaa”, sanoi Fischer, joka ei ollut mukana kummassakaan tutkimuksessa. ”Kaikessa oikeudenmukaisuudessa, emme ymmärrä molybdeeni ja kromi sykli tänään.”
kumpi tuli ensin?
kun herkemmät tekniikat syviin aikoihin kurkistamiseksi ovat nousseet pintaan uusi keskustelu: pumppasivatko mikrobit planeettamme ensimmäisen henkäyksen, vai työntivätkö ympäristömuutokset planeetan happirikkauteen?
esiin tulevat todisteet viittaavat siihen, että happitasot kulkivat vuoristorataa 500 miljoonan vuoden aikana siitä, kun ensimmäiset syanobakteerit kehittyivät fotosynteesiin ja suureen Hapetustapahtumaan. Se on pitkä aika elämälle-suunnilleen sama aika maan ensimmäisten trilobiittien ja ihmisten välillä.
jotkut tutkijat arvelevat, että maalla itsellään oli rooli happipitoisuuden nostamisessa maanosien kasvaessa. Maankuoren eroosio ja tulivuorten muuttuva luonne — suuremmat mantereet tarkoittavat vedenalaisten räjäytysten sijaan enemmän maalla tapahtuvia purkauksia, jotka syöksevät kaasua ilmakehään. Nämä Geologiset muutokset olisivat voineet työntää maan ilmakehää kohti happea yhdessä syanobakteerien kanssa.
”mikä tässä on todella jännittävää, on biologisen evoluution suhteellinen rooli verrattuna geologiseen evoluutioon maapallon historian suurissa käännekohdissa”, Planavsky sanoi. ”Se on mitä ajaa meidän tutkimus.”
lähetä sähköpostia Becky Oskinille tai seuraa häntä @beckyoskin. Seuraa meitä @OAPlanet, Facebook ja Google+. Alkuperäinen artikkeli Live Science ’ s our Amazing Planet-sivustolla.
tuoreet uutiset