علمی، پژوهشی و فناوری

زمین ۲۰۰ میلیون سال طول کشید تا به اکسیژن برسد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری، سیاره ما در حدود 2.5 میلیارد سال پیش، در حال تبدیل شدن به مکانی بسیار متفاوت بود. در این زمان بود که اکسیژن آزاد (O2) برای اولین بار در جو زمین به طور قابل توجهی شروع به تجمع کرد. این رویداد که به عنوان رویداد بزرگ اکسیداسیون (GOE) شناخته می‌شود، نقطه عطفی اساسی در تاریخ زمین بود، زیرا زمینه را برای ظهور حیات پیچیده فراهم کرد.

مطالعه جدیدی که توسط تیمی از محققان به رهبری دکتر چادلین اوستراندر؛ استادیار دپارتمان زمین‌شناسی و ژئوفیزیک دانشگاه یوتا انجام شده است، بینش‌های جدیدی در مورد این فرآیند حیاتی ارائه می‌دهد. این تیم با مطالعه فراوان، نسبت ایزوتوپ پایدار تالیوم (Tl) و عناصر حساس به اکسیداسیون را تجزیه و تحلیل کردند.

تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که سطح اکسیژن در اقیانوس‌ها همزمان با تغییرات در اکسیژن اتمسفر نوسان می‌کرده است. این نوسانات نشان می‌دهد که افزایش اولیه O2 در جو زمین یک فرآیند صاف و پیوسته نبوده، بلکه شامل دوره‌هایی از پیشرفت و پسرفت بوده است.

اوستراندر می‌گوید: داده‌های در حال ظهور نشان می‌دهند که افزایش اولیه O2 در جو زمین پویا بوده است و احتمالاً تا 2.2 میلیارد سال پیش آغاز شده است. داده‌های ما این فرضیه را تأیید می‌کند و با نشان دادن گسترش این پویایی‌ها به اقیانوس‌ها، یک قدم فراتر می‌رود.

کشف قبلی تیم اوستراندر نشان داده بود که O2 برخلاف تصورات قبلی، به جای تبدیل شدن به یک جزء دائمی جو بلافاصله پس از شروع GOE، تا حدود 200 میلیون سال بعد به این امر دست نیافت.

اوستراندر توضیح می‌دهد: زمین در نیمه اول تاریخ خود، جو و اقیانوس‌هایش عمدتاً فاقد O2 بود. شواهد نشان می‌دهد که این گاز توسط سیانوباکتری‌ها در اقیانوس‌ها تولید می‌شد، اما در آن زمان به سرعت با مواد معدنی در معرض و گازهای آتشفشانی واکنش می‌داد.

مطالعه جدید نشان می‌دهد که ایزوتوپ گوگرد با نوسانات سطح O2 در اقیانوس‌ها ناپدید شده و دوباره ظاهر می‌شوند و نشان می‌دهند که GOE یک رویداد واحد و ناگهانی نبوده است.

اوستراندر می‌گوید: این مانند یک تلنگر است. شما تولید اکسیژن دارید، اما آنقدر تخریب اکسیژن دارید که هیچ اتفاقی نمی افتد. ما هنوز در حال تلاشیم تا بفهمیم چه زمانی ترازو به طور کامل واژگون شده و زمین دیگر به سمت اتمسفر بدون اکسیژن بازنگشته است.

مطابقت زمانی بین داده‌های ایزوتوپ گوگرد و تالیم نشان می‌دهد که اکسیژن‌دار شدن جو و اقیانوس‌ها فرآیندهای مرتبط و همگام بوده‌اند. این مطالعه گامی مهم در درک ما از چگونگی تبدیل زمین به سیاره‌ای قابل سکونت برای حیات پیچیده است.