dzisiejsze zmiany klimatu nie świecą na wojnę chemiczną prowadzoną na Ziemi ponad 2 miliardy lat temu.
zanim rośliny odkryły moc fotosyntezy, jednokomórkowe życie przetrwało na chemikaliach, a nie na słońcu, spalając między innymi Wodór, metan i siarkę. Te „beztlenowce”, które żyją bez tlenu, zostały zatrute, gdy niebiesko-zielone algi zwane cyjanobakteriami rozwinęły fotosyntezę i rozpoczęły wydychanie tlenu. Wysoce reaktywny Gaz łączy się z metalami i białkami w komórkach beztlenowych, zabijając je. Ale cyjanobakterie kwitły, zamieniając światło słoneczne w cukier i wydalając tlen jako odpady.
poziom tlenu w skałach nagle wzrasta począwszy od 2,5 miliarda lat temu-skok zwany ” wielkim wydarzeniem utleniania.”Skok był długo utrzymywany jako dowód na to, że cyjanobakterie ewoluowały w fotosyntezie. Ale badanie opublikowane dzisiaj (23 marca) w czasopiśmie Nature Geoscience łączy rosnącą liczbę danych, które sugerują, że najwcześniejsi miłośnicy słońca pojawili się na długo przed tym skokiem tlenu.
wielu badaczy uważa, że pierwsze organizmy fotosyntetyczne żyły na Ziemi 3 miliardy lat temu. I jak konserwatorzy sztuki, którzy znajdują ukryty obraz pod starym obrazem mistrza, ci naukowcy odkrywają nowy obraz pierwszego oddechu Ziemi.
metale ciężkie
w nowym badaniu geochemik Uniwersytetu Yale Noah Planavsky i jego współpracownicy przeanalizowali poziomy molibdenu i żelaza w 2,95-miliardowych skałach z Południowej Afryki. Skały zostały ułożone w wodzie, w płytkim oceanie w pobliżu brzegu. Metale służą jako markery fotosyntezy. Izotopy molibdenu lub pierwiastki o tej samej liczbie protonów, ale innej liczbie neutronów, śledzą utlenianie manganu, proces, który wymaga wysokiego poziomu tlenu, powiedział Planavsky.
ślady chemiczne w skałach, z supergrupy Pongola, wskazują, że cyjanobakterie wytwarzały tlen w wodach powierzchniowych oceanów, powiedział Planavsky. „Nasze badania mówią, że w oceanach występowała miejscowa produkcja cyjanobakterii”, powiedział Live Science ’ S Our Amazing Planet.
w innym niedawnym badaniu, również na skałach Pongola w RPA, naukowcy przyjrzeli się izotopom chromu, aby oszacować poziom tlenu w atmosferze 3 miliardy lat temu. Wyniki sugerują, że tlen atmosferyczny był około 100 000 razy wyższy niż można by wytłumaczyć niebiologicznymi reakcjami chemicznymi – wynika z badań opublikowanych we wrześniu. 26, 2013, w czasopiśmie Nature.
„te dwa badania się uzupełniają” „Dostarczamy niezależne dowody na obecność cyjanobakterii. Śledzimy procesy oceaniczne, a one naziemne.”
jednak Woodward Fischer, geobiolog w Caltech w Pasadenie, Calif., ostrzega, że techniki metali śladowych wymagają dalszej walidacji. Obie metody analityczne mają zaledwie około dekady i są testowane w skrajnie starych skałach. „Jakość naszych interpretacji pochodzących z nich pozostaje nieco niepewna”, powiedział Fischer, który nie był zaangażowany w Żadne z badań. „Szczerze mówiąc, nie rozumiemy dzisiaj cyklu molibdenu i chromu.”
co było pierwsze?
wraz z pojawieniem się bardziej wrażliwych technik zaglądania w głęboki czas, pojawiła się nowa debata: czy mikroby pompują pierwszy oddech naszej planety, czy też zmiany środowiskowe pchają planetę w bogactwo tlenu?
pojawiające się dowody sugerują, że poziom tlenu miał miejsce w ciągu 500 milionów lat od czasu, gdy pierwsza cyjanobakteria wyewoluowała w fotosyntezie, a Wielkie utlenianie. To długi czas życia-mniej więcej taki sam jak czas między pierwszymi trylobitami na ziemi a ludźmi.
niektórzy badacze uważają, że sama Ziemia odegrała rolę w zwiększaniu poziomu tlenu w miarę wzrostu rozmiarów kontynentów. Erozja skorupy ziemskiej i zmieniająca się natura wulkanów-większe kontynenty oznaczają więcej erupcji na lądzie wyrzucających gaz do atmosfery, a nie wybuchy podwodne. Te przesunięcia geologiczne mogły popchnąć ziemską atmosferę w kierunku tlenu w porozumieniu z cyjanobakterią.
„to, co jest naprawdę ekscytujące, to względna rola ewolucji biologicznej w porównaniu z ewolucją geologiczną w głównych punktach zwrotnych w historii Ziemi”, powiedział Planavsky. „To właśnie napędza nasze badania.”
napisz do Becky Oskin lub śledź ją @beckyoskin. Śledź nas @oaplanet, Facebook i Google+. Oryginalny artykuł w Live Science ’ S our Amazing Planet.
najnowsze wiadomości