Kreditna slika: NASA
Ko dva veslača brskata po Marsu za znaki vode in predhodniki življenja, so geokemiki odkrili dokaze, da so se stari Zemljini oceani precej razlikovali od današnjih. Raziskava, objavljena v tedenski številki revije Science, navaja nove podatke, ki kažejo, da Zemeljski življenjski oceani vsebujejo manj kisika kot današnji in bi bili lahko skoraj brez kisika skoraj milijardo let dlje, kot se je prej mislilo. Te ugotovitve lahko pomagajo razložiti, zakaj se je zapleteno življenje komajda razvijalo več milijard let po nastanku.
Znanstveniki, ki jih financira Nacionalna znanstvena fundacija (NSF) in so povezani z Univerzo v Rochesteru, so uvedli novo metodo, ki razkriva, kako se je lahko oceani kisika v svetu spremenil. Večina geologov se strinja, da v oceanih pred približno dvema milijardama let praktično ni bilo kisika in da so bili kisik bogati v večini zadnjih pol milijarde let. Toda vmes je bilo vedno skrivnost.
Geokemiki so razvili načine zaznavanja znakov starodavnega kisika na določenih območjih, ne pa tudi v Zemljinih oceanih kot celoti. Metodo ekipe pa je mogoče ekstrapolirati, da dojame naravo vseh oceanov po vsem svetu.
"To je najboljši neposreden dokaz, da so svetovni oceani v tem času imeli manj kisika," pravi Gail Arnold, doktorica študentov zemeljskih in okoljskih znanosti na Univerzi v Rochesteru in vodilni avtor raziskovalnega prispevka.
Doda Enriqueta Barrera, programska direktorica v oddelku za zemeljske znanosti NSF, "Ta študija temelji na novem pristopu, uporabi molibdenovih izotopov, ki znanstvenikom omogoča ugotavljanje svetovnih motenj v oceanskih okoljih. Ti izotopi odpirajo nova vrata raziskovanju anoksičnih oceanskih razmer v celotnem geološkem zapisu. "
Arnold je pregledal kamnine iz severne Avstralije, ki so bile pred dnom milijarde let na dnu oceana, z uporabo nove metode, ki sta jo razvila ona in soavtorja, Jane Barling in Ariel Anbar. Prejšnji raziskovalci so v skalo izvrtali nekaj metrov in preizkušali njeno kemično sestavo, kar je potrdilo, da so ohranili izvirne podatke o oceanih, ki so varno ohranjeni. Člani skupine so te kamnine pripeljali nazaj v svoje laboratorije, kjer so za pregled molibdenovih izotopov znotraj kamnin uporabili novo razvito tehnologijo, imenovano množični zbiralnik, induktivno sklopljen plazemski masni spektrometer.
Element molibden v reke odhaja v oceane, se raztaplja v morski vodi in lahko ostane raztopljen več sto tisoč let. Tako dolgo ostane v raztopini, molibden se dobro meša v celotnem oceanu, zato je odličen svetovni kazalnik. Nato se iz oceanov odstrani v dve vrsti usedlin na morskem dnu: tiste, ki ležijo pod vodami, bogate s kisikom in tiste, ki niso povezane s kisikom.
V sodelovanju s soavtorjem Timothyjem Lyonsom z univerze v Missouriju je ekipa Rochesterja pregledala vzorce sodobnega morskega dna, vključno z redkimi lokacijami, ki so danes pomanjkljive s kisikom. Spoznali so, da je kemijsko obnašanje izotopov molibdena v sedimentih različno, odvisno od količine kisika v zgornjih vodah. Kot rezultat tega je kemija izotopov molibdena v svetovnih oceanih odvisna od tega, koliko morske vode ni kisika. Ugotovili so tudi, da molibden v določenih vrstah kamnin beleži te podatke o starodavnih oceanih. V primerjavi s sodobnimi vzorci meritve kemije molibdena v skalah iz Avstralije kažejo na oceane s precej manj kisika.
Koliko manj kisika je vprašanje. Svet, poln anoksičnih oceanov, bi lahko imel resne posledice za evolucijo. Evkarioti, vrste celic, ki sestavljajo vse organizme razen bakterij, se pojavijo v geološkem zapisu že pred 2,7 milijarde let. Toda evkarioti z mnogimi celicami - predniki rastlin in živali - so se pojavili šele pred pol milijarde let, približno v času, ko so oceani postali bogati s kisikom. Anbar Knoll s univerze Harvard je s paleontologom Andrejem Knollom predhodno podal hipotezo, da je daljše obdobje anoksičnih oceanov morda ključno za to, da so bolj zapleteni evkarioti komaj preživljali življenje, medtem ko so uspevali njihovi plodni bakterijski bratranci. Arnoldova študija je pomemben korak pri preizkušanju te hipoteze.
"Izjemno je, da vemo tako malo o zgodovini oceanov lastnega planeta," pravi Anbar. "Ne glede na to, ali je bil v oceanih kisik ali ne, je preprosto kemično vprašanje, na katero bi mislili, da bi bilo enostavno odgovoriti. Pokaže, kako težko je zadirkovati informacije iz rocka in koliko nas še lahko izvemo o svojem izvoru. "
Naslednji korak je ugotoviti, koliko manj kisika je bilo v oceanih v starodavni preteklosti. Znanstveniki načrtujejo nadaljevanje preučevanja kemije molibdena, da bi odgovorili na to vprašanje, ob stalni podpori NSF in NASA, agencij, ki so podprle prvo delo. Informacije ne bodo osvetlile samo naše evolucije, ampak nam bodo lahko pomagale razumeti pogoje, ki bi jih morali iskati, ko iščemo življenje zunaj Zemlje.
Originalni vir: NSF News Release
