Mintegy kétmilliárd év alatt változott a Föld légköre oxigénszegényből oxigéngazdaggá – állapította meg egy nemzetközi tudóscsoport tanulmánya, amely a Nature tudományos folyóiratban jelent meg. A kutatást a kínai Csengtui Műszaki Egyetem vezette, és a Nyugat-Ausztráliai Egyetem (UWA) tudósa, Matthew Dodd is részt vett benne.
A tudósok azt már korábban is sejtették, hogy az oxigénszint fokozatosan nőtt a Föld légkörében, de abban nem volt konszenzus közöttük, hogy ez a folyamat pontosan mikor zajlott, és hogyan befolyásolta az óceánok kémiai összetétele, valamint a biológiai evolúció.
„A Föld légkörében az oxigénszint emelkedése alapvető fontosságú az oxigénnel lélegző komplex élet megjelenése, a bolygó lakhatósága és a létfontosságú természeti erőforrások kialakulása szempontjából” – magyarázza Dodd.
A kutatók az ősi szulfátásványokban megőrzött, nagy felbontású oxigénizotóp-adatok elemzésével rekonstruálták a légköri oxigénszint emelkedését és annak dinamikus kölcsönhatását az óceánokkal.
„A több milliárd évre kiterjedő oxigénizotóp-adatok szisztematikus mintavételével és a korábban publikált tanulmányok adatainak felhasználásával létrehoztuk a legteljesebb oxigénizotóp-alapú rekonstrukciót az elmúlt hárommilliárd év oxigénevolúciójáról” – magyarázza a szakember.
A kutatás megállapította, hogy a Föld légkörének oxigéntartalma 410 millió évvel ezelőtt érte el a modern szintet. Az oxigéngazdag légkör kialakulásának folyamata három lépcsőben zajlott le. Az első szakasz, 2,4 milliárd évvel ezelőtt előtt a csaknem oxigénhiányos állapot időszaka volt. A második szakaszban 2,4 milliárd és 410 millió év között viszonylag alacsony szintről dinamikus változásokkal fokozatosan nőtt az oxigénszint. A harmadik szakaszban pedig – 410 millió évvel ezelőtt – stabil, oxigéndús állapot alakult ki.
A kutatók három fő légköri oxigénszint-növekedési epizódot tártak fel: a paleoproterozoikumban (2,5 milliárd évtől 1,6 milliárd évvel ezelőttig), a neoproterozoikumban (1 milliárd évtől 538,8 millió évvel ezelőttig) és a paleozoikumban (538,8 millió évtől 252 évvel ezelőttig). A neoproterozoikumban zajlott oxigénszint-emelkedést követően a Föld óceánjai, amelyek nagyrészt oxigénhiányosak voltak, időszakos oxidációs impulzusoknak voltak kitéve.
Ezek az események több száz millió éven át egymással szinkronban zajló szén-, kén- és oxigénizotóp-eltolódásokat eredményeztek, ami arra utal, hogy a légköri oxigén mennyiségének növekedése többször is előidézte az óceánok átmeneti oxidációját.
„A felfedezések környezeti keretet nyújtanak a földi élet eredetének és fejlődésének megértéséhez, valamint annak megismeréséhez, hogy hogyan keletkeztek az ásványi lerakódások és alakultak ki a kőolajkészletek” – magyarázta a kutatás jelentőségét Dodd.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
