În urmă cu miliarde de ani, mediul Pământ era foarte diferit de cel cunoscut astăzi. Practic, atmosfera primordială a planetei noastre a fost toxică pentru viață așa cum o cunoaștem, constând din dioxid de carbon, azot și alte gaze. Cu toate acestea, prin epoca paleoproterozoică (acum 2,5–1,6 miliarde de ani), a avut loc o schimbare dramatică în care oxigenul a început să fie introdus în atmosferă - cunoscut sub numele de Marele eveniment de oxidare (GOE).
Până de curând, oamenii de știință nu erau siguri dacă acest eveniment - care a fost rezultatul bacteriilor fotosintetice care modifică atmosfera - a avut loc rapid sau nu. Cu toate acestea, potrivit unui studiu recent realizat de o echipă de oameni de știință internaționali, acest eveniment a fost mult mai rapid decât s-a crezut anterior. Pe baza unor dovezi geologice descoperite recent, echipa a ajuns la concluzia că introducerea oxigenului în atmosfera noastră a fost „mai mult ca un furtun de incendiu” decât ca un șurub.
Studiul, intitulat „Evaporitele vechi de două miliarde de ani surprind marea oxidare a Pământului”, a apărut recent în jurnal Ştiinţă. Condusă de Clara Blättler, o colegă de cercetare postdoctorală în Departamentul de Geoștiințe de la Princeton, echipa a inclus, de asemenea, membri de la Institutul de Științe Spațiale din Marmura Albastră, Centrul de Științe Karelian, Studiul Geologic Britanic, Studiul Geologic al Norvegiei și mai multe universități. .
Pe scurt, a avut loc Marele Eveniment de oxigenare cu aproximativ 2,45 miliarde de ani în urmă, la începutul eonului proterozoic. Se crede că acest proces a fost rezultatul cianobacteriilor care metabolizează lent dioxidul de carbon (CO2) și produce gazul de oxigen, care acum constituie aproximativ 20% din atmosfera noastră. Cu toate acestea, până de curând, oamenii de știință nu au putut să plaseze mult în calea constrângerilor în această perioadă.
Din fericire, o echipă de geologi din Studiul Geologic al Norvegiei - în colaborare cu Centrul de Cercetare Karelian din Petrozavodsk, Rusia - a recuperat recent mostre de săruri cristalizate conservate din Rusia care sunt datate în această perioadă. Au fost extrase dintr-o gaură de 1,9 km adâncime (Karelia) din nord-vestul Rusiei, de pe locul de foraj Onega Parametric Hole (OPH) de pe țărmurile vestice ale lacului Onega.
Aceste cristale de sare, care sunt în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, au fost rezultatul evaporării apelor de mare antice. Folosind aceste probe, Blättler și echipa sa au putut afla lucruri despre compoziția oceanelor și atmosfera care exista pe Pământ în jurul timpului GOE. Pentru început, echipa a stabilit că conțin o cantitate surprinzător de mare de sulfat, care este rezultatul apelor de mare reacționând cu oxigenul.
Așa cum a explicat Aivo Lepland - cercetător la Studiul Geologic al Norvegiei, specialist în geologie la Universitatea de Tehnologie din Tallinn și autor principal la studiu - în comunicatul de presă recent Princeton:
„Aceasta este cea mai puternică dovadă a faptului că apa de mare antică din care au precipitat aceste minerale a avut concentrații mari de sulfat, atingând cel puțin 30% din sulfatul oceanic actual, după cum indică estimările noastre. Acest lucru este mult mai mare decât s-a crezut anterior și va necesita o regândire considerabilă a mărimii de oxigenare a sistemului atmosferic-oceanic de peste 2 miliarde de ani al Pământului. "
Înainte de aceasta, oamenii de știință nu erau siguri cât a durat ca atmosfera noastră să ajungă la echilibrul său actual de azot și oxigen, care este esențial pentru viață așa cum îl cunoaștem. Practic, opinia a fost împărțită între ea, fiind ceva ce s-a întâmplat rapid sau s-a produs pe parcursul a milioane de ani. O mare parte din acest lucru provine din faptul că cele mai vechi săruri de rocă descoperite au fost datate acum un miliard de ani.
„A fost greu să testăm aceste idei pentru că nu aveam dovezi din acea epocă care să ne spună despre compoziția atmosferei”, a spus Blättler. Cu toate acestea, descoperind săruri de rocă care au aproximativ 2 miliarde de ani, oamenii de știință au acum dovezile de care au nevoie pentru a impune restricții asupra GOE. Descoperirea a fost, de asemenea, foarte norocoasă, având în vedere că astfel de probe de săruri de rocă sunt destul de fragile.
Probele utilizate pentru acest studiu au conținut halit (care este chimic identic cu sare de masă sau clorură de sodiu), precum și alte săruri de calciu, magneziu și potasiu - care se dizolvă ușor în timp. Cu toate acestea, eșantionul obținut în acest caz a fost foarte bine conservat în adâncime pe Pământ. Ca atare, aceștia sunt capabili să ofere oamenilor de știință indicii neprețuite cu privire la ce s-a întâmplat în jurul perioadei GOE.
Privind în viitor, acest ultim studiu este probabil să conducă la noi modele care explică ce s-a produs după GOE pentru a determina acumularea de oxigen în atmosfera noastră. Așa cum a explicat John Higgins, profesor asistent de științifică la Princeton, care a interpretat analiza geochimică:
„Este o clasă destul de specială de depozite geologice. S-a discutat mult despre faptul dacă Marele Eveniment de oxidare, care este legat să crească și să scadă în diverse semnale chimice, reprezintă o schimbare mare în producția de oxigen sau doar un prag care a fost trecut. Concluzia este că această lucrare oferă dovezi că oxigenarea Pământului în această perioadă a implicat o mulțime de producție de oxigen ... S-ar putea să fi fost schimbări importante în ciclurile de feedback pe uscat sau în oceane sau o creștere mare a producției de oxigen prin microbi, dar în orice caz, a fost mult mai dramatic decât am avut o înțelegere înainte. ”
Aceste modele sunt de asemenea probabil să ajute în vânătoarea vieții dincolo de sistemul nostru solar. Înțelegând ce a avut loc pe propria noastră planetă în urmă cu miliarde de ani pentru a o face adecvată vieții, vom putea detecta aceleași condiții și procese pe alte planete.
