Изследователите отдавна се озадачават защо кислородът процъфтява в земната атмосфера, започвайки около 2,4 милиарда години.
Наречен „Голямото окисляващо събитие“, преходът „необратимо промени повърхностните среди на Земята и в крайна сметка направи възможен напреднал живот“, каза Доминик Папино от геофизичната лаборатория на институцията Карнеги.
Сега Papineau е съавтор на ново проучване в списанието природа, което разкрива нови улики за мистерията в древните утаени скали.
Изследователският екип, воден от Курт Конхаузер от Университета в Алберта в Едмонтон, анализира състава на микроелементи от утаени скали, известни като лентови железни образувания, или BIFs, от десетки различни местности по света, вариращи на възраст от 3 800 до 550 милиони години. Оформените железни образувания са уникални, залегнали във вода отлагания, често срещани в изключително стари скални слоеве, образувани преди атмосферата или океаните, съдържащи изобилен кислород. Както подсказва името им, те са направени от редуващи се ленти от желязо и силикатни минерали.
Те също съдържат незначителни количества никел и други микроелементи. А историята на никела, смятат изследователите, може да разкрие тайна за произхода на съвременния живот.
Никълът съществува в днешните океани в следи от количества, но е бил до 400 пъти по-обилен в първоначалните океани на Земята. Микроорганизмите, произвеждащи метан, наречени метаногени, процъфтяват в такива среди, а метанът, който те отделят в атмосферата, може да попречи на натрупването на кислороден газ, който би реагирал с метана, за да произведе въглероден диоксид и вода.
Спадът в концентрацията на никел би довел до "никелов глад" за метаногените, които разчитат на никел-базирани ензими за ключови метаболитни процеси. Водораслите и други организми, които отделят кислород по време на фотосинтезата, използват различни ензими и така биха били по-малко засегнати от никеловия глад. В резултат на това атмосферният метан щеше да намалее и условията за повишаване на кислорода щяха да бъдат създадени.
Изследователите откриха, че нивата на никел в BIFs започнаха да падат преди около 2,7 милиарда години, а преди 2,5 милиарда години бяха около половината от по-ранната му стойност.
„Времето пасва много добре. Спадът на никела би могъл да постави основата на Голямото окислително събитие “, каза Папиньо. „И от това, което знаем за живите метаногени, по-ниските нива на никел биха намалили значително производството на метан.“
Що се отнася до това защо никелът е спаднал на първо място, изследователите посочват геологията. По време на по-ранните фази на земната история, докато мантията й беше изключително гореща, лавите от вулканични изригвания биха имали относително високо съдържание на никел. Ерозията би измила никела в морето, поддържайки нивата високи. Но докато мантията се охлаждаше и химията на лавите се променяше, вулканите изхвърляха по-малко никел и по-малко биха намерили път към морето.
„Никеловата връзка не е нещо, което някой е обмислял преди“, каза Папиньо. „Това е просто микроелемент в морската вода, но нашето проучване показва, че може да е оказало огромно влияние върху околната среда на Земята и върху историята на живота.“
Източник: Институт за наука на Карнеги, чрез Eurekalert.
