de huidige klimaatverandering houdt geen kaars aan de chemische oorlogvoering die meer dan 2 miljard jaar geleden op aarde werd gevoerd.
voordat planten de kracht van fotosynthese ontdekten, overleefde eencellig leven op chemicaliën, niet op zonlicht, door verbranding door waterstof, methaan en zwavel, onder andere lekkere verbindingen. Deze “anaëroben” die zonder zuurstof leven werden vergiftigd toen blauw-groene algen, cyanobacteriën genaamd, fotosynthese ontwikkelden en zuurstof begonnen uit te ademen. Het zeer reactieve gas combineert met metalen en eiwitten in anaërobe cellen en doodt ze. Maar cyanobacteriën gedijen, het omzetten van zonlicht in suiker en het afscheiden van zuurstof als afval.
het zuurstofgehalte in rotsen stijgt plotseling vanaf 2,5 miljard jaar geleden – een piek die de “grote oxidatie gebeurtenis” wordt genoemd.”De sprong werd lang vastgehouden als bewijs voor wanneer cyanobacteriën fotosynthese geëvolueerd. Maar een studie gepubliceerd vandaag (23 Maart) in het tijdschrift Nature Geoscience voegt zich bij een groeiende hoeveelheid gegevens die suggereert dat de vroegste zon-liefhebbers verschenen lang voor deze zuurstof piek. Veel onderzoekers denken nu dat de eerste fotosynthetische organismen 3 miljard jaar geleden op aarde leefden. Net als kunstrestaurateurs die een verborgen beeld vinden onder een oud meesterwerk, ontdekken deze wetenschappers een nieuw beeld van de eerste ademhaling van de aarde.In de nieuwe studie analyseerden Geochemist Noah Planavsky van de Universiteit van Yale en zijn collega ‘ s het molybdeen-en ijzergehalte in 2,95 miljard jaar oud gesteente uit Zuid-Afrika. De rotsen werden in het water gelegd, in een ondiepe Oceaan vlak bij de kust. De metalen dienen als markers van fotosynthese. Molybdeen isotopen, of elementen met hetzelfde aantal protonen, maar een ander aantal neutronen, spoor mangaan oxidatie, een proces dat hoge niveaus van zuurstof vereist, Planavsky zei.De chemische sporen in het gesteente, afkomstig van de Pongola-supergroep, wijzen erop dat cyanobacteriën zuurstof produceerden in het oppervlaktewater van de oceaan, zei Planavsky. “Onze studie vertelt u dat er gelokaliseerde cyanobacteriën productie in de oceanen,” vertelde hij Live Science ‘ s onze verbazingwekkende planeet.
in een andere recente studie, ook over het Zuid-Afrikaanse Pongola gesteente, keken wetenschappers naar chroomisotopen om het zuurstofgehalte in de atmosfeer 3 miljard jaar geleden te schatten. De resultaten suggereren atmosferische zuurstof was ongeveer 100.000 keer hoger dan kan worden verklaard door niet-biologische chemische reacties, volgens het onderzoek, gepubliceerd Sept. 26, 2013, in het tijdschrift Nature.
“de twee studies zijn vrij complementair,” zei Planavsky. “We leveren onafhankelijk bewijs van de aanwezigheid van cyanobacteriën. Wij volgen processen op het oppervlak van de oceaan en zij volgen processen op het land.”
Woodward Fischer, een geobioloog aan Caltech in Pasadena, Calif., waarschuwt dat de spoormetaaltechnieken verdere validatie nodig hebben. Beide analytische methoden zijn ongeveer tien jaar oud en worden getest in extreem oude rotsen. “De kwaliteit van onze interpretaties die daaruit zijn afgeleid, blijft een beetje onzeker”, zei Fischer, die niet betrokken was bij beide studies. “In alle eerlijkheid, we begrijpen niet het molybdeen en de chroom cyclus vandaag.”
wat kwam eerst?Naarmate er meer gevoelige technieken opduiken om diep in de tijd te kijken, is er een nieuw debat ontstaan: pompten microben de eerste ademhaling van onze planeet, of duwden milieuveranderingen de planeet in zuurstofrijkdom?
er zijn aanwijzingen dat het zuurstofgehalte in de 500 miljoen jaar tussen het ontstaan van de fotosynthese door de eerste cyanobacteriën en de grote oxidatie een achtbaan nam. Dat is een lange tijd voor het leven-het is ongeveer hetzelfde als de tijd tussen de eerste trilobieten van de aarde en de mens.Sommige onderzoekers denken dat de aarde zelf een rol heeft gespeeld bij het verhogen van het zuurstofgehalte naarmate de continenten groter werden. Erosie van de korst en de veranderende aard van vulkanen — Grotere continenten betekenen meer uitbarstingen op het land die gas uitspuwen in de atmosfeer, in plaats van onderwater uitbarstingen. Deze geologische verschuivingen kunnen de atmosfeer van de aarde naar zuurstof hebben geduwd … samen met de cyanobacteriën.”Wat echt spannend is aan dit is de relatieve rol van biologische evolutie versus geologische evolutie in de belangrijkste keerpunten in de geschiedenis van de aarde,” zei Planavsky. “Dat is de drijfveer van ons onderzoek.”
e-mail Becky Oskin of volg haar @beckyoskin. Volg ons @OAPlanet, Facebook en Google+. Oorspronkelijk artikel in Live Science ‘ s Our Amazing Planet.
Recent nieuws