Το Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης της Γης κράτησε 200 εκατομμύρια χρόνια – Τι αποκαλύπτει νέα μελέτη

Αρχαία θαλάσσια απολιθώματα. Πίστωση: wollertz / depozitphotos.com

Περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, το ελεύθερο οξυγόνο, επίσης γνωστό ως O2, άρχισε να συσσωρεύεται σε σημαντικές ποσότητες στην ατμόσφαιρα της Γης. Αυτό ήταν ένα κομβικό γεγονός που έθεσε τις βάσεις για την ανάπτυξη πιο σύνθετων μορφών ζωής στον εξελισσόμενο πλανήτη μας.

Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτό το φαινόμενο Μεγάλη Οξείδωση ή GOE (Great Oxidation Event). Ωστόσο, σύμφωνα με νέα έρευνα με επικεφαλής γεωχημικό από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα, η διαδικασία συσσώρευσης οξυγόνου στη Γη δεν ήταν τόσο απλή όσο φαίνεται.

Αυτό το γεγονός της Μεγάλης Οξείδωσης διήρκεσε τουλάχιστον 200 εκατομμύρια χρόνια. Ο Chadlin Ostrander, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Γεωλογίας και Γεωφυσικής, εξηγεί ότι η παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο συσσωρευόταν το οξυγόνο στους ωκεανούς ήταν μέχρι τώρα πολύ δύσκολη.

Τα στοιχεία που ανατρέπουν τα δεδομένα για το Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης

Σύμφωνα με τον Ostrander, πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι η αρχική αύξηση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης ήταν δυναμική, με διακυμάνσεις που συνεχίστηκαν μέχρι περίπου 2,2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Νέα δεδομένα από την ομάδα του υποστηρίζουν αυτή την ιδέα, δείχνοντας ότι αυτές οι διακυμάνσεις αντικατοπτρίζονταν επίσης στους ωκεανούς.

Η ερευνητική ομάδα, η οποία περιλαμβάνει ειδικούς από διάφορες χώρες και υποστηρίζεται από το πρόγραμμα Εξωβιολογίας της NASA, επικεντρώθηκε στη μελέτη αρχαίων θαλάσσιων πετρωμάτων από τη Νότια Αφρική. Αναλύοντας αυτούς τους βράχους, βρήκαν ενδείξεις διακυμάνσεων στα επίπεδα οξυγόνου των ωκεανών, που συνέπιπταν με αλλαγές στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Αυτά τα ευρήματα βοηθούν στην κατανόηση των περίπλοκων διαδικασιών που διαμόρφωσαν τα επίπεδα οξυγόνου στη Γη, έναν κρίσιμο παράγοντα για την εξέλιξη της ζωής όπως την γνωρίζουμε σήμερα.

Το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα

Ο Ostrander υπογραμμίζει τη σπουδαιότητα της γνώσης της περιεκτικότητας σε οξυγόνο στους ωκεανούς, καθώς είναι πιθανό οι πρώτες μορφές ζωής στη Γη να εμφανίστηκαν και να εξελίχθηκαν σε αυτά τα θαλάσσια περιβάλλοντα. Μέσω αυτής της έρευνας, ανακαλύφθηκε ότι το οξυγόνο δεν έγινε σταθερό στοιχείο της ατμόσφαιρας παρά μόνο περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια μετά την έναρξη της διαδικασίας της παγκόσμιας οξείδωσης, πολύ αργότερα από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως.

Οι αποδείξεις μιας ατμόσφαιρας χωρίς οξυγόνο βασίζονται στην παρουσία σπάνιων ισοτοπικών υπογραφών θείου σε ιζηματικά αρχεία πριν από τη Μεγάλη Οξείδωση (GOE). Αυτές οι υπογραφές υποδεικνύουν την απουσία ατμοσφαιρικού οξυγόνου. Κατά το πρώτο μισό της ύπαρξης της Γης, η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί της στερούνταν σε μεγάλο βαθμό οξυγόνο. Παρόλο που το οξυγόνο παράγεται από κυανοβακτήρια στους ωκεανούς, καταστρεφόταν γρήγορα σε αντιδράσεις με ορυκτά και ηφαιστειακά αέρια.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι σπάνιες ισοτοπικές υπογραφές θείου εξαφανίζονται και επανεμφανίζονται, υποδηλώνοντας πολλαπλές αυξήσεις και μειώσεις των επιπέδων οξυγόνου κατά τη διάρκεια του GOE. Αυτό δείχνει ότι η συσσώρευση οξυγόνου δεν ήταν ένα μεμονωμένο γεγονός αλλά μια μακρά και περίπλοκη διαδικασία. Η Γη χρειάστηκε χρόνο για να εξελιχθεί και να μπορέσει να διατηρήσει σταθερά επίπεδα οξυγόνου.

Απολίθωμα του “Agaricocrinus americanus”. Credit: Vassil / Wikimedia Commons
Απολίθωμα του “Agaricocrinus americanus”. Φωτογραφία: Vassil / Wikimedia Commons

Σήμερα, το οξυγόνο αποτελεί το 21% της ατμόσφαιρας, όντας το δεύτερο πιο άφθονο αέριο μετά το άζωτο. Αλλά μετά το GOE, το οξυγόνο παρέμεινε ένα ελάσσον συστατικό της ατμόσφαιρας για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Για να παρακολουθήσουν την παρουσία οξυγόνου στους ωκεανούς κατά τη διάρκεια του GOE, η ομάδα χρησιμοποίησε ισότοπα του θαλλίου, τα οποία είναι άτομα του ίδιου στοιχείου με διαφορετικό αριθμό νετρονίων.

Οι αναλογίες των ισοτόπων του θαλλίου και του θείου

Οι αναλογίες των ισοτόπων του θαλλίου είναι ευαίσθητες στην ταφή οξειδίου του μαγγανίου στον πυθμένα της θάλασσας, μια διαδικασία που απαιτεί οξυγόνο στο θαλασσινό νερό. Μελετώντας αυτά τα ισότοπα σε θαλάσσια πετρώματα, βρήκαν μοτίβα που υποδεικνύουν συσσώρευση οξυγόνου στον ωκεανό. Αυτά τα ευρήματα συνέπιπταν με την εξαφάνιση σπάνιων ισοτοπικών υπογραφών θείου, υποδηλώνοντας ότι τόσο η ατμόσφαιρα όσο και οι ωκεανοί οξυγονώνονταν και αποοξυγονώνονταν μαζί.

«Όταν τα ισότοπα θείου δείχνουν ότι η ατμόσφαιρα οξυγονώθηκε, τα ισότοπα του θαλλίου δείχνουν ότι οι ωκεανοί οξυγονώθηκαν. Και όταν τα ισότοπα θείου δείχνουν ότι η ατμόσφαιρα έγινε και πάλι ανοξική, τα ισότοπα του θαλλίου λένε το ίδιο για τον ωκεανό», δήλωσε ο Ostrander. «Άρα, η ατμόσφαιρα και ο ωκεανός οξυγονώνονταν και αποοξυγονώνονταν μαζί. Αυτό είναι μια νέα και ενδιαφέρουσα πληροφορία για όσους ενδιαφέρονται για την αρχαία Γη».

 

 

 

Scroll to Top