Пре милијарде година, животна средина Земље била је веома различита од оне какву познајемо данас. У основи, исконска атмосфера наше планете је била токсична за живот какву знамо, састоји се од угљен-диоксида, азота и других гасова. Међутим, у Палеопротерозојској ери (пре 2,5–1,6 милијарди година) догодила се драматична промена када је кисеоник почео да се уноси у атмосферу - познат као Велики оксидациони догађај (ГОЕ).
До недавно, научници нису били сигурни да ли се тај догађај - који је резултат фотосинтетских бактерија које мењају атмосферу - догодио брзо или не. Међутим, према недавном истраживању тима међународних научника, овај догађај је био много бржи него што се раније мислило. На основу новооткривених геолошких доказа, тим је закључио да је уношење кисеоника у нашу атмосферу "више као ватрогасно црево" него попут потезања.
Студија под називом "Евапорити стари две милијарде година хватају велику оксидацију Земље", недавно се појавила у часопису Наука. Тим под водством Цларе Блаттлер, постдокторског истраживачког одељења за одељење геознаности на Принцетону, тим је такође укључивао чланове Института за науку о плавом мермеру, карелијског научног центра, британског геолошког завода, геолошког завода Норвешке и више универзитета .
Укратко, догађај Великог оксигенације започео је пре отприлике 2,45 милијарди година на почетку протерозојског еона. Вјерује се да је овај процес резултат цијанобактерија које полако метаболизирају угљендиоксид (ЦО2) и стварају кисеонички гас, који сада чини око 20% наше атмосфере. Међутим, донедавно научници нису били у стању да се превише изборе са ограничењима у овом периоду.
На срећу, тим геолога из Норвешког геолошког завода - у сарадњи са Карелијским истраживачким центром у Петрозаводску у Русији - недавно је пронашао узорке конзервираних кристализованих соли у Русији који датирају у овај период. Извучени су из рупе дубоке 1,9 км у Карелији на северозападу Русије, из места бушења Онега Параметрична рупа (ОПХ) на западним обалама Онегајског језера.
Ови кристали соли, пре отприлике две милијарде година, резултат су испаравања древне морске воде. Користећи ове узорке, Блаттлер и њен тим били су у стању да науче ствари о саставу океана и атмосфере која је постојала на Земљи у време ГОЕ. За почетак, тим је утврдио да садржи изненађујуће велику количину сулфата, који је резултат реакције морске воде са кисеоником.
Као што је Аиво Лепланд - истраживач у Геолошком заводу Норвешке, специјалиста геологије на Талинском технолошком универзитету и виши аутор студије - објаснио је у недавном саопштењу за штампу Принцетон:
„Ово је најјачи доказ који је показао да су древне морске воде из којих су се таложили минерали имали високе концентрације сулфата, достижући најмање 30 процената данашњег океанског сулфата, како наше процене показују. Ово је много више него што се раније мислило и захтеваће велико преиспитивање величине оксигенације Земљиног система атмосфере-океана, старог две милијарде година. “
Пре тога, научници нису били сигурни колико је времена потребно да наша атмосфера достигне тренутну равнотежу азота и кисеоника, што је од суштинског значаја за живот какав знамо. У основи, мишљење је подељено између тога да се ради о нечему што се брзо догађало или се дешавало током милиона година. Много тога произилази из чињенице да су најстарије откривене стенске соли датиране пре милијарду година.
„Тешко је било тестирати ове идеје, јер нисмо имали доказе из те ере да нам кажу састав атмосфере“, рекао је Блаттлер. Међутим, откривањем камених соли старе отприлике две милијарде година, научници сада имају доказе да им је потребно ограничење на ГО. Налаз је такође имао велику срећу, имајући у виду да су такви узорци камених соли прилично крхки.
Узорци коришћени за ову студију су садржавали халит (који је хемијски идентичан сољу или натријум хлориду) као и друге соли калцијума, магнезијума и калијума - које се током времена лако растварају. Међутим, узорак добијен у овом случају био је изузетно добро очуван дубоко у Земљи. Као такви, они су у стању да научницима пруже непроцењиве трагове о ономе што се догађало у време ГО-а.
Гледајући унапред, ова најновија студија вероватно ће довести до нових модела који објашњавају шта се догодило након ГОЕ због чега се гас кисеоника накупља у нашој атмосфери. Како је објаснио Јохн Хиггинс, доцент за геознаности на Принцетону који је пружио интерпретацију геохемијске анализе, објаснио је:
„Ово је прилично посебна класа геолошких лежишта. Доста се расправљало о томе да ли велики догађај оксидације, који је везан за повећање и смањење различитих хемијских сигнала, представља велику промену у производњи кисеоника, или само прелазни праг. Дно црта је да овај рад пружа доказе да је оксигенација Земље током овог временског периода укључивала велику производњу кисеоника ... Можда је дошло до значајних промена у циклусима повратних информација о копну или океанима, или до великог повећања производње кисеоника од микроба, али било како било драматичније него што смо претходно разумели. "
Ови модели ће вероватно помоћи и у лову на живот изван нашег Сунчевог система. Схватајући шта се десило на нашој планети пре милијарде година да би било погодно за живот, моћи ћемо да приметимо те исте услове и процесе на другим планетима.
