Pred miliardami rokov bolo životné prostredie Zeme veľmi odlišné od prostredia, ktoré poznáme dnes. V podstate bola prvotná atmosféra našej planéty pre život toxická, ako ju poznáme, pozostávajúca z oxidu uhličitého, dusíka a ďalších plynov. Avšak v období paleoproterozoiky (pred 2,5 až 1,6 miliardami rokov) došlo k dramatickým zmenám, keď sa do atmosféry začal zavádzať kyslík - známy ako Veľká oxidačná udalosť (GOE).
Až donedávna si vedci neboli istí, či sa táto udalosť, ktorá bola výsledkom fotosyntetických baktérií, ktoré menia atmosféru, vyskytla rýchlo alebo nie. Podľa nedávnej štúdie tímu medzinárodných vedcov však bola táto udalosť omnoho rýchlejšia, ako sa doteraz myslelo. Na základe novoobjavených geologických dôkazov tím dospel k záveru, že zavedenie kyslíka do našej atmosféry bolo „skôr ako požiarna hadica“ ako pramienok.
Štúdia s názvom „Dva miliárd rokov staré výpary zachytávajú veľkú oxidáciu Zeme“ sa nedávno objavila v časopise Science. V čele s Clarou Blättlerovou, postdoktorandskou vedeckou pracovníčkou na Katedre geovied v Princetone, sa v tíme nachádzali aj členovia Inštitútu vedy o vesmíre Modrého mramoru, Karelian Science Center, Britská geologická služba, Nórska geologická služba a viaceré univerzity. ,
Stručne povedané, veľká kyslíková udalosť sa začala zhruba pred 2,45 miliardami rokov na začiatku proterozoického obdobia. Tento proces sa považuje za výsledok cyanobaktérií, ktoré pomaly metabolizujú oxid uhličitý (CO2) a produkujú plynný kyslík, ktorý teraz tvorí asi 20% našej atmosféry. Až donedávna však vedci nedokázali v tomto období postaviť prekážky.
Našťastie tím geológov z Nórskeho geologického prieskumu - v spolupráci s Karelským výskumným centrom v Petrozavodsku v Rusku - nedávno získal vzorky konzervovaných kryštalických solí z Ruska, ktoré sú datované do tohto obdobia. Získali sa z 1,9 km hlbokej diery v Karélii v severozápadnom Rusku, z vrtnej lokality Onega Parametric Hole (OPH) na západnom brehu jazera Onega.
Tieto kryštály soli, ktoré sú zhruba pred 2 miliardami rokov, boli dôsledkom odparovania starej morskej vody. Na základe týchto vzoriek sa Blättler a jej tím dokázali dozvedieť veci o zložení oceánov a atmosfére, ktorá na Zemi existovala v čase GOE. Pokiaľ ide o začiatočníkov, tím zistil, že obsahovali prekvapivo veľké množstvo síranu, čo je výsledkom reakcie morskej vody s kyslíkom.
Ako posledná tlačová správa spoločnosti Princeton vysvetlila, ako Aivo Lepland - výskumný pracovník v Nórskom geologickom prieskume, geologický špecialista na univerzite v Talline a hlavný autor štúdie.
„Toto je najsilnejší dôkaz, že starodávna morská voda, z ktorej tieto minerály vyzrážali, mala vysokú koncentráciu síranov, ktorá podľa našich odhadov dosahuje najmenej 30 percent súčasného morského síranu. Je to oveľa vyššie, ako sa pôvodne predpokladalo, a bude si to vyžadovať značné prehodnotenie rozsahu okysličenia 2 miliárd rokov starého systému atmosféra-oceán Zeme. “
Predtým si vedci neboli istí, ako dlho trvá, kým naša atmosféra dosiahne svoju súčasnú rovnováhu medzi dusíkom a kyslíkom, čo je nevyhnutné pre život, ako ho poznáme. V zásade bol názor rozdelený medzi niečo, čo sa stalo rýchlo alebo sa stalo v priebehu miliónov rokov. Veľa z toho pramení zo skutočnosti, že najstaršie objavené kamenné soli boli datované pred miliardou rokov.
"Bolo ťažké tieto myšlienky otestovať, pretože z tej doby sme nemali dôkazy, ktoré by nám hovorili o zložení atmosféry," uviedol Blättler. Vedci však teraz objavujú kamenné soli, ktoré sú staré približne 2 miliardy rokov, a majú dôkazy, ktoré potrebujú, aby obmedzili GOE. Nález bol tiež veľmi šťastný, keďže takéto vzorky kamenných solí sú dosť krehké.
Vzorky použité na túto štúdiu obsahovali halit (ktorý je chemicky identický s jedlou soľou alebo chloridom sodným), ako aj ďalšie soli vápnika, horčíka a draslíka, ktoré sa časom ľahko rozpúšťajú. Vzorka získaná v tomto prípade bola však mimoriadne dobre zachovaná hlboko v Zemi. Sú tak schopní poskytnúť vedcom neoceniteľné vodítko o tom, čo sa stalo v čase GOE.
Pri pohľade do budúcnosti bude táto najnovšia štúdia pravdepodobne viesť k novým modelom, ktoré vysvetľujú, čo sa stalo po GOE, aby sa v našej atmosfére akumuloval plynný kyslík. Ako John Higgins, pomocný profesor geovied v Princetone, ktorý poskytol výklad geochemickej analýzy, vysvetlil:
„Toto je celkom špeciálna skupina geologických nálezísk. Veľa sa diskutovalo o tom, či veľká oxidačná udalosť, ktorá je viazaná na zvyšovanie a znižovanie rôznych chemických signálov, predstavuje veľkú zmenu v produkcii kyslíka alebo len prahovú hodnotu, ktorá bola prekročená. Pointa je, že tento dokument poskytuje dôkaz, že okysličovanie Zeme v tomto časovom období vyžadovalo veľa produkcie kyslíka ... Mohli nastať dôležité zmeny v cykloch spätnej väzby na súši alebo v oceánoch alebo veľké zvýšenie produkcie kyslíka mikróby, ale v každom prípade to bolo omnoho dramatickejšie, ako sme predtým vedeli. “
Tieto modely tiež pravdepodobne pomôžu pri hľadaní života mimo našej slnečnej sústavy. Pochopením toho, čo sa stalo na našej planéte pred miliardami rokov, aby bolo vhodné pre život, budeme schopní spozorovať rovnaké podmienky a procesy na iných planétach.
