Kujutise krediit: NASA
Kuna kaks roverit pesevad Marsi vee märkide ja elu eelkäijate pärast, on geokeemikud paljastanud tõendeid selle kohta, et Maa iidsed ookeanid erinesid tänapäevaga võrreldes palju. Ajakirja Science selle nädala väljaandes avaldatud uuringus tsiteeritakse uusi andmeid, mis näitavad, et Maa eluohtlikud ookeanid sisaldasid vähem hapnikku kui tänapäeval ja oleksid võinud miljard aastat kauem olla hapnikuvabad, kui seni arvati. Need leiud võivad aidata selgitada, miks keerukas elu vaevalt miljardeid aastaid pärast selle tekkimist arenes.
Riikliku teadusfondi (NSF) rahastatud ja Rochesteri ülikooliga seotud teadlased on rajanud teerajaja uue meetodi, mis paljastab, kuidas võinuks ookeani hapnik globaalselt muutuda. Enamik geolooge on seisukohal, et ookeanides polnud umbes kaks miljardit aastat tagasi praktiliselt lahustunud hapnikku ja et nad olid hapnikurikkad enamiku viimase poole miljardi aasta jooksul. Kuid vahepealse perioodi kohta on alati olnud mõistatus.
Geokeemikud töötasid välja viisid iidsete hapniku tunnuste tuvastamiseks kindlates piirkondades, kuid mitte Maa ookeanides tervikuna. Meeskonna meetodit saab aga ekstrapoleerida, et mõista kõigi ookeanide olemust kogu maailmas.
"See on parim otsene tõend selle kohta, et maailma ookeanides oli sel ajal vähem hapnikku," ütleb Gail Arnold, Rochesteri ülikooli maa- ja keskkonnateaduste doktorant ning uurimistöö juhtiv autor.
Lisab Enriqueta Barrera, NSF-i maateaduste osakonna programmidirektor: „See uuring põhineb uuel lähenemisel, molübdeeni isotoopide rakendamisel, mis võimaldab teadlastel kindlaks teha globaalseid häiringuid ookeanikeskkonnas. Need isotoobid avavad uue ukse, et uurida geoloogiliste andmete põhjal mõnikord oksüdeerunud ookeanitingimusi. ”
Arnold uuris Austraalia põhjaosa kivimitest, mis asusid ookeani põhjas üle miljardi aasta tagasi, kasutades uut meetodit, mille olid välja töötanud tema ja kaasautorid Jane Barling ja Ariel Anbar. Varasemad teadlased olid mitu meetrit kivisse puurinud ja selle keemilist koostist testinud, kinnitades, et see on ookeanide kohta algset teavet ohutult säilitanud. Meeskonna liikmed viisid need kivid tagasi oma laboritesse, kus nad kasutasid kivide sees olevate molübdeeni isotoopide uurimiseks värskelt väljaarendatud tehnoloogiat, milleks oli mitmekordse kogujaga induktiivselt ühendatud plasma massispektromeeter.
Element molübdeen siseneb ookeanidesse jõevoolu kaudu, lahustub merevees ja võib lahustunud olla sadu tuhandeid aastaid. Nii kaua lahuses viibides seguneb molübdeen ookeanides hästi, muutes selle suurepäraseks globaalseks näitajaks. Seejärel eraldatakse see ookeanidest kahte tüüpi setetes merepõhjas: veepõhised, hapnikurikkad ja hapnikuvabad.
Koostöös Missouri ülikooli kaasautori Timothy Lyonsiga uuris Rochesteri meeskond kaasaegse merepõhja proove, sealhulgas haruldasi hapnikuvaeseid kohti. Nad said teada, et molübdeeni isotoopide keemiline käitumine setetes on erinev sõltuvalt hapniku hulgast pealiskaudsetes vetes. Selle tulemusel sõltub molübdeeni isotoopide keemiline mõju ülemaailmsetes ookeanides sellest, kui palju merevett on hapnikuvaesed. Samuti leidsid nad, et teatud tüüpi kivimites sisalduv molübdeen registreerib seda teavet iidsete ookeanide kohta. Võrreldes tänapäevaste proovidega viitavad molübdeeni keemia mõõtmised Austraaliast pärit kivimites ookeanidele, kus on palju vähem hapnikku.
Kui palju vähem hapnikku on, on küsimus. Anoksilisi ookeane täis maailm võib evolutsioonile tõsiseid tagajärgi põhjustada. Eukarüootid, sellised rakud, mis moodustavad kõik organismid, välja arvatud bakterid, ilmuvad geoloogilises registris juba 2,7 miljardit aastat tagasi. Kuid paljude rakkudega eukarüootid - taimede ja loomade esivanemad - ilmusid alles pool miljardit aastat tagasi, umbes sel ajal, kui ookeanid hapnikurikkaks said. Koos Harvardi ülikooli paleontoloogi Andrew Knolliga esitas Anbar varem hüpoteesi, et anoksiliste ookeanide pikendatud periood võib olla võti, miks keerukamad eukarüootid vaevalt elatist teenisid, kui nende paljulubavad bakteriaalsed nõod õitsesid. Arnoldi uuring on oluline samm selle hüpoteesi testimisel.
"On tähelepanuväärne, et me teame nii vähe omaenda planeedi ookeanide ajaloost," ütleb Anbar. „See, kas ookeanides oli hapnikku või mitte, on lihtne keemiline küsimus, millele oleks teie arvates lihtne vastata. See näitab vaid seda, kui raske on rokkplaadilt teavet kiusata ja kui palju on meil veel vaja oma päritolu tundma õppida. ”
Järgmine samm on välja selgitada, kui palju oli muinas minevikus ookeanides vähem hapnikku. Teadlased plaanivad sellele küsimusele vastamiseks jätkata molübdeeni keemia uurimist, jätkates algset tööd toetanud agentuuride NSF ja NASA toel. See teave ei valgusta mitte ainult meie enda arengut, vaid võib aidata meil mõista tingimusi, mida me peaksime otsima, kui otsime elu Maast kaugemale.
Algne allikas: NSF-i pressiteade
