Jord. Bildekreditt: NASA Trykk for større bilde
Livets historie på jorden er nært knyttet til utseendet av oksygen i atmosfæren. Den nåværende vitenskapelige konsensus mener at betydelige mengder oksygen først dukket opp i jordens atmosfære for rundt 2,4 milliarder år siden, med en andre stor økning i atmosfærisk oksygen som skjedde mye senere, kanskje for rundt 600 millioner år siden.
Imidlertid antyder nye funn fra geologer fra University of Maryland at det andre hoppet i atmosfærisk oksygen faktisk kan ha begynt mye tidligere og skjedde mer gradvis enn tidligere antatt. Funnene ble gjort mulig ved hjelp av et nytt verktøy for å spore mikrobielt liv i gamle miljøer utviklet i Maryland. Arbeidet, som er finansiert av National Science Foundation og NASA, vises i 2. desember-utgaven av Science.
Utdannet forsker David Johnston, forsker Boswell Wing og kolleger i University of Marylands avdeling for geologi og Earth System Science Interdisciplinary Center ledet et internasjonalt team av forskere som brukte høye presisjonsmålinger av en sjelden svovelisotop, 33S, for å fastslå at det gamle marine mikrober kjent som svovel-uforholdsmessige prokaryoter var vidt aktive nesten 500 millioner år tidligere enn tidligere antatt.
De mellomliggende svovelforbindelser som brukes av disse svoveldisproporsjonerende bakteriene dannes ved eksponering av sulfidmineraler for oksygengass. Således har bevis for utbredt aktivitet av denne typen bakterier blitt tolket av forskere som bevis på økt oksygeninnhold i atmosfæren.
"Disse målingene antyder at disproporsjonering av svovelforbindelsen var en aktiv del av svovelsyklusen for [1,3 millioner år siden], og at progressiv oksygenering på jordoverflaten kan ha preget den [midtre proterozoic]," skriver forfatterne.
Proterozoic er perioden i jordens historie fra for 2,4 milliarder år siden til 545 millioner år siden.
"Funnene viser også at den nye 33S-baserte forskningsmetoden kan brukes til å unikt spore tilstedeværelsen og karakteren av mikrobielt liv i gamle miljøer og gi et glimt av evolusjonen i handling," sa Johnston. "Denne tilnærmingen gir et betydelig nytt verktøy i det astrobiologiske søket etter tidlig liv på jorden og utover."
Luften som vi puster
Da planeten vår dannet seg for rundt 4,5 milliarder år siden, var praktisk talt alt oksygen på jorden kjemisk bundet til andre elementer. Det var i faste forbindelser som kvarts og andre silikatmineraler, i flytende forbindelser som vann, og i gassformige forbindelser som svoveldioksid og karbondioksid. Fritt oksygen - gassen som lar oss puste, og som er essensielt for alt avansert liv - var praktisk talt ikke-eksisterende.
Forskere har lenge tenkt at utseendet til oksygen i atmosfæren var preget av to distinkte hopp i oksygennivå. De siste årene har forskere brukt en metode som er utviklet av University of Maryland geolog James Farquhar og Maryland kolleger for å konkludere med at betydelige mengder oksygen først dukket opp i jordens atmosfære for rundt 2,4 milliarder år siden. Noen ganger referert til som den "store oksidasjonshendelsen", markerer denne økningen begynnelsen på den proterozoiske perioden.
En generell vitenskapelig enighet har også funnet at den andre store økningen i atmosfærisk oksygen skjedde for rundt 600 millioner år siden, med oksygen som steg til nær moderne nivåer på det tidspunktet. Bevis for flercellede dyr vises først i den geologiske tiden rundt denne tiden.
"Det har vært mye diskusjon om hvorvidt den andre store økningen i atmosfærisk oksygen var rask og trinnvis, eller langsom og progressiv," sa Wing. "Resultatene våre støtter ideen om at den andre økningen var progressiv og begynte for rundt 1,3 milliarder år siden, i stedet for 0,6 milliarder år siden."
I tillegg til Johnston, er Wing's Mary-forfattere i 2. desember-artikkelen geologikolleger James Farquhar og Jay Kaufman. Deres gruppe jobber for å dokumentere koblinger mellom svovelisotoper og utviklingen av jordens atmosfære ved å bruke en kombinasjon av feltforskning, laboratorieanalyse av bergprøver, geokjemiske modeller, fotokjemiske eksperimenter med svovelbærende gasser og mikrobielle eksperimenter.
“Aktiv mikrobiell svoveldisproporsjonering i mesoproterozoikum” av David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar og Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, Universit? T M? Nster; Timothy W. Lyons, University of California, Riverside; Linda C. Kah, University of Tennessee; Donald E. Canfield, Syddansk Universitet: Vitenskap, 2. desember 2005.
Originalkilde: UM News Release
