Til dato, 21% af den luft, vi indånder, består af molekylær ilt. Men denne gas blev ikke altid i en sådan mængde, er ikke altid i stand til at understøtte liv — ja, stort set fraværende i atmosfæren i løbet af de første 2 milliarder år af Jordens historie. Når ilt, der først begyndte at samle på Jorden? Forskere på mit har fundet svaret. I en artikel, der for nylig blev offentliggjort i Videnskabelige Fremskridt, en gruppe af forskere, der meddelte, at Jordens atmosfære har oplevet de første håndgribelige og irreversibel tilførsel af ilt ca 2,33 milliarder år siden. Denne periode markerede begyndelsen på den store iltning begivenhed, hvorefter ilt begyndte sin sejrrige angreb på Jorden.
Forskere har også konstateret, at denne første stigning i atmosfærisk ilt, selv om små, har fundet sted i kun 1-10 millioner år og forårsagede en serie af begivenheder, der førte til spredning af flercellede liv.
“Dette er begyndelsen af en meget lang periode, hvilket resulterede i en kompliceret liv,” siger Roger Sammons, ledende forfatter og Professor ved Institut for jorden, atmosfærisk og planetary Sciences på MIT. — Det tog omkring 1,7 milliarder år at have udviklet sig dyr, som dem vi har i dag. Men tilstedeværelsen af molekylær ilt i havet og atmosfæren betyder, at de organismer, der indånder ilt kunne trives”.
Luften lugtede af ilt
Generelt, forskere er enige om, at ilt, til trods for det manglende i atmosfæren mest sandsynligt, blev brygget i havet, som et produkt af fotosyntesen cyanobakterier allerede for 3 milliarder år siden. Men ifølge Sammons, ilt i den gamle ocean “, der øjeblikkeligt absorberes” med sultne mikrober, ferro-jern og andre interesserede personer, ikke at lade ham slippe ind i atmosfæren.
“I luften kunne være utæt ilt før, men deres varighed og indhold er i øjeblikket umuligt at måle,” siger Sammons.
Alt ændrede sig med den periode, den store iltning, som markerede begyndelsen af den permanente tilstedeværelse af ilt i atmosfæren. Tidligere skøn havde sat starten på omkring 2,3 milliarder år med en usikkerhed på snesevis eller hundredvis af millioner af år.
“Datering af denne begivenhed har været forholdsvis unøjagtig stadig,” siger Sammons.
Tvunget til at flytte
Til nøjagtigt at bestemme forekomsten I Sammons kolleger først analyserede bjergarter af denne periode på jagt efter et bestemt mønster af isotop af svovl. Når vulkaner i udbrud, de udleder svovl gasser, der kan kemisk og isotopically adskilt under påvirkning af ultraviolet stråling. Strukturen af den energi, der dannes i denne proces afhænger af det faktum, at der ikke var ilt over en vis tærskel eller ej.
Forskere har forsøgt at identificere vigtig overgang i en bestemt isotop mønster series — mass-uafhængige del af svovl-isotoper (S-MIF) for at bestemme, hvornår ilt dukkede første gang op i Jordens atmosfære. For dette er de studerede fra sedimentkerner, der er indsamlet under ekspeditionen, har forskere i Sydafrika.
“Jingmin Luo er en meget hårdtarbejdende fyr,” siger Sammons om en anden forsker, der har deltaget i skrivning af dette arbejde. — Han har fundet spor af S-MIF i de dybe sten, i mangel af disse spor i de lavvandede sten, men mellem dem, der intet. Så vendte han tilbage til Sydafrika”.
Der han tog prøver fra resten af sedimentkerner, og de to i nærheden, og fandt, at overgangen S-MIF betydning permanent bro ilt af ovennævnte tærskelværdi på 2.33 sket en milliard år siden, plus eller minus 7 millioner år. Den usikkerhed, der er meget lavere sammenlignet med tidligere skøn.
Forskerne har også fundet et stort isotop-fraktionering af svovl-34, som angiver den stigning i hav niveau af sulfater på samme tid. Denne sulfat skulle forekomme på grund af reaktion mellem luftens ilt og sulfid mineraler på land, samt svovldioxid fra vulkaner. Så er denne sulfat blev brugt af indbyggerne i det ocean, sulfat-vejrtrækning bakterier, med produktion af et specifikt mønster af svovl-34 i lavere lag af sedimentære bjergarter, der er blevet dateret til mellem 1 og 10 millioner år efter overgangen af S-MIF.
Disse resultater tyder på, at den oprindelige akkumulation af ilt i atmosfæren var relativt hurtigt. Siden sin første optræden 2,33 milliarder år siden, ilt, der er akkumuleret i tilstrækkeligt høje koncentrationer til at lægge vyvetrivaniya virkning på yngle i 10 millioner år. Denne proces af forvitring har vasilciuc flere af sulfat og nogle metaller i vandet, og dermed i havene. Sammons viser, at det tog lidt tid, før jorden system nået en stabil tilstand ved begravelse af organisk kulstof og overskredet tærsklen af ilt, der er nødvendig for yderligere stimulering af den biologiske evolution.
“Komplekse livet ikke kunne blive godkendt på planeten, mens den ilt, der er forblevet det privilegium af havets dybder,” siger Sammons. Og det tog lang, lang tid. Men dette er det første skridt i en serie af processer.”
Nu, hvor forskerne har begrænset strøm I form af, Sammons håber at finde flere spor, der vil føre til en årsag eller en mekanisme, der i dette tilfælde. En af de hypoteser, som forskerne ønsker at studere, er forbindelsen mellem den pludselige og hurtige udseende af ilt og “Jorden-sne”, en periode, hvor kontinenter og oceaner af Jorden var for det meste dækket med is.
Derudover, er du nødt til at forstå, hvorfor disse vores 21% ilt i atmosfæren forblive stabil i lang tid.
Forskerne sagde, at ilt dukkede første gang op i jordens atmosfære
Ilya Hel