Teadlased on pikka aega hämmingus, miks hapnik õhkkond Maa atmosfääris õitses, umbes 2,4 miljardi aasta pärast.
Üleminekut, mida nimetatakse suureks oksüdeerumisjuhtumiks, muutis Maa pinnakeskkond pöördumatult ja tegi lõppkokkuvõttes elu võimalikuks, "ütles Dominic Papineau Carnegie institutsiooni geofüüsikalisest laborist.
Nüüd on Papineau ajakirjas uue uurimuse kaasautor Loodus, mis paljastab iidsetes settekivimites sisalduva saladuse uusi vihjeid.
Uurimisrühm eesotsas Kurt Konhauseriga Alberta ülikoolist Edmontonis analüüsis mitmekümnest erinevast paikkonnast kogu maailmas settekivimite mikroelementide koostist, mida tuntakse banded-iron formations ehk BIF-idena, vanuses 3800 kuni 550 miljon aastat. Ribakujulised rauavormid on ainulaadsed, veega ladestunud ladestused, mida sageli leidub äärmiselt vanades kivimi kihtides, mis moodustusid enne seda, kui atmosfäär või ookeanid sisaldasid ohtralt hapnikku. Nagu nende nimest nähtub, on need valmistatud vahelduvatest ribadest raud- ja silikaatmineraalidest.
Need sisaldavad ka väheses koguses niklit ja muid mikroelemente. Ja teadlaste arvates võib nikli ajalugu paljastada tänapäevase elu päritolu saladuse.
Niklit leidub tänapäeva ookeanides väga väikeses koguses, kuid seda oli Maa ürgsetes ookeanides kuni 400 korda rohkem. Metaani tootvad mikroorganismid, mida nimetatakse metanogeenideks, õitsevad sellises keskkonnas ja metaan, mille nad atmosfääri eraldasid, võis takistada hapniku moodustumist gaasil, mis oleks reageerinud metaaniga süsinikdioksiidi ja vee tootmiseks.
Nikli kontsentratsiooni langus oleks põhjustanud nikli näljahäda metanogeenide jaoks, kes sõltuvad peamistes metaboolsetes protsessides niklipõhistest ensüümidest. Vetikad ja muud organismid, mis vabastavad fotosünteesi käigus hapnikku, kasutavad erinevaid ensüüme ja seega oleks nikli näljahäda neid vähem mõjutanud. Selle tulemusel oleks atmosfääri metaan vähenenud ja hapniku tõusmise tingimused oleksid loodud.
Teadlased leidsid, et BIF-i niklitase hakkas langema umbes 2,7 miljardit aastat tagasi ja 2,5 miljardit aastat tagasi oli see umbes pool tema varasematest väärtustest.
“Ajastus sobib väga hästi. Nikli langus võis olla aluseks suurele oksüdatsiooniüritusele, ”sõnas Papineau. "Ja sellest, mida me elavate metanogeenide kohta teame, oleks nikli madalam tase metaanitootmist tõsiselt vähendanud."
Selle kohta, miks nikkel esiteks langes, osutavad teadlased geoloogiale. Maa ajaloo varasemate faaside ajal, kui selle vahevöö oli äärmiselt kuum, oleks vulkaanipursketest tekkinud laavades olnud suhteliselt palju niklit. Erosioon oleks nikli merre pesnud, hoides taset kõrgel. Kuid vahevöö jahtumisel ja laavakeemia muutudes voolasid vulkaanid vähem niklit ja vähem oleks leidnud tee merre.
"Nikliühendus polnud midagi sellist, mida keegi oleks varem kaalunud," ütles Papineau. "See on lihtsalt merevees sisalduv mikroelement, kuid meie uuring näitab, et sellel võib olla tohutu mõju Maa keskkonnale ja elu ajaloole."
Allikas: Carnegie teadusasutus, Eurekalerti kaudu.
