۲۰۰ میلیون سال طول کشید تا زمین اکسیژن‌دار شود
دانشمندان به تازگی دریافته اند که ۲۰۰ میلیون سال طول کشیده تا اکسیژن به بخشی دائمی از جو زمین تبدیل شود و در نیمه اول شکل گیری زمین، جو و اقیانوس های آن تا حد زیادی فاقد این عنصر بوده اند.
در حال حاضر اکسیژن در زمین به راحتی قابل استنشاق است، با این حال، تجمع اولیه آن در این سیاره ساده نبود.
به گزارش نیچر، بر اساس یک مطالعه جدید، نزدیک به ۲۰۰ میلیون سال طول کشید تا زمین به اکسیژن برسد و دانشمندان از این پدیده به عنوان “رویداد اکسیداسیون بزرگ” (GOE) یاد می کنند.
به گفته محققان، حدود ۲.۵ میلیارد سال پیش، اکسیژن آزاد یا O2 برای اولین بار شروع به تجمع در سطوح قابل توجهی در جو زمین کرد و راه را برای ظهور حیات پیچیده در سیاره در حال تکامل ما هموار کرد.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری یک ژئوشیمیدان از دانشگاه یوتا بر روی شیل های فراساحلی در آفریقای جنوبی تمرکز کردند و بینش هایی در مورد پویایی اکسیژن رسانی اقیانوس ها در این دوره حساس در تاریخ زمین به دست آوردند.
شیل یک سنگ رسوبی ریزدانه است که از خاک رس و سایر مواد معدنی و ذرات مانند کوارتز و کلسیت تشکیل شده است. نسبت خاک رس به سایر کانی ها متفاوت است. سنگ پوکه با شکستگی یا لایه بندی موازی با ضخامت کمتر از یک سانتی متر مشخص می شود. سنگ پوکه بهترین سنگ رسوبی آواری است که لایه لایه است و بیشتر آن از مواد رسی تشکیل شده است.
با تجزیه و تحلیل نسبت های ایزوتوپ پایدار تالیوم (Tl) و عناصر حساس به اکسیداسیون و کاهش، دانشمندان شواهدی از نوسانات در سطح اکسیژن دریا را کشف کردند که همزمان با تغییرات در اکسیژن اتمسفر بود.
چادلین اوستراندر، استادیار گروه زمین شناسی و ژئوفیزیک دانشگاه یوتا می گوید: این رویداد حداقل ۲۰۰ میلیون سال به طول انجامید و ردیابی تجمع اکسیژن در اقیانوس ها تاکنون بسیار دشوار بوده است.
ظهور اکسیژن در جو زمین
داده های در حال ظهور نشان می دهد که افزایش اولیه اکسیژن در جو زمین پویا بوده و احتمالاً به ۲.۲ میلیارد سال پیش برمی گردد.
Ostrander می گوید داده های ما از این فرضیه پشتیبانی می کند و حتی با گسترش این پویایی به اقیانوس یک گام فراتر می رود.
دانشمندان کشف کرده اند که اکسیژن تا حدود ۲۰۰ میلیون سال پس از آغاز فرآیند اکسیژن رسانی جهانی، بسیار دیرتر از آنچه قبلاً تصور می شد، به بخشی دائمی از جو زمین تبدیل نشد.
شواهد جوی بدون اکسیژن نیز وجود نشانه‌های ایزوتوپ گوگرد کمیاب و مستقل از جرم در سوابق رسوبی قبل از “رویداد بزرگ اکسیداسیون” است. به گفته محققان، فرآیندهای بسیار کمی روی زمین می‌توانند این نشانه‌های ایزوتوپ گوگرد را تولید کنند، و به گفته محققان، حفظ آنها در سنگ تقریباً به عدم وجود اکسیژن در جو نیاز دارد.
در نیمه اول پیدایش زمین، جو و اقیانوس های آن تا حد زیادی فاقد اکسیژن بودند. به نظر می رسد که این گاز قبل از “رویداد اکسیداسیون بزرگ” توسط سیانوباکترهای موجود در اقیانوس تولید شده باشد، اما در روزهای اولیه، اکسیژن به سرعت در اثر واکنش با مواد معدنی و گازهای آتشفشانی در معرض خطر از بین رفت.
ظهور و ناپدید شدن امضاهای نادر ایزوتوپ گوگرد
این مطالعه نشان داد که امضاهای نادر ایزوتوپ گوگرد ناپدید می‌شوند اما دوباره ظاهر می‌شوند، که نشان‌دهنده اوج‌ها و فرورفتگی‌های متعدد در سطوح اکسیژن اتمسفر در طی “رویداد اکسیداسیون بزرگ” است. این به این معنی است که این یک رویداد واحد نبوده است.
اوسترندر می گوید که زمین زمانی که شروع به تولید اکسیژن کرد، برای اکسیژن رسانی آماده نبود و برای تبدیل شدن به اکسیژن به زمان برای تکامل بیولوژیکی، زمین شناسی و شیمیایی نیاز داشت.
تولید اکسیژن در حالی که مقدار زیادی از آن را از بین می برد
اوستراندر گفت: «این مثل یک تلنگر است. شما تولید اکسیژن دارید، اما آنقدر تخریب اکسیژن دارید که هیچ اتفاقی نمی افتد. ما هنوز در تلاشیم تا بفهمیم که چه زمانی ترازو به سمت دیگر منحرف شد و زمین دیگر نتوانست به جوی بدون اکسیژن بازگردد.
وی افزود: وقتی ایزوتوپ های گوگرد می گویند جو اکسیژن دارد، ایزوتوپ های تالیم می گویند اقیانوس ها اکسیژن دارند و وقتی ایزوتوپ های گوگرد می گویند جو به حالت بدون اکسیژن برگشته است، ایزوتوپ های تالیم نیز برای اقیانوس ها همین را نشان می دهند. بنابراین جو زمین و اقیانوس های آن با هم اکسیژن و اکسیژن زدایی شده اند.
این اطلاعات جدید و جالبی برای علاقه مندان به تاریخ زمین است.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
منبع: ایسنا
