Credit de imagine: NASA
În timp ce doi călăreți scutesc Marte pentru semnele apei și precursorii vieții, geochimiștii au descoperit dovezi că oceanele antice ale Pământului erau mult diferite de cele din zilele noastre. Cercetarea, publicată în numărul de săptămână al revistei Science, citează date noi care arată că oceanele care dă viață Pământului conțineau mai puțin oxigen decât în prezent și ar fi putut fi aproape lipsite de oxigen timp de un miliard de ani mai mult decât se credea anterior. Aceste descoperiri pot ajuta să explice de ce viața complexă abia a evoluat timp de miliarde de ani după ce a apărut.
Oamenii de știință, finanțați de Fundația Națională de Știință (NSF) și afiliați cu Universitatea din Rochester, au fost pionierii unei noi metode care dezvăluie modul în care oxigenul oceanului s-ar fi putut schimba la nivel global. Majoritatea geologilor sunt de acord că nu există aproape niciun oxigen dizolvat în oceane până acum aproximativ 2 miliarde de ani și că acestea au fost bogate în oxigen în cea mai mare parte a ultimilor jumătate de miliard de ani. Dar întotdeauna a existat un mister în legătură cu perioada dintre ele.
Geochimiștii au dezvoltat modalități de a detecta semne ale oxigenului antic în anumite zone, dar nu și în oceanele Pământului în ansamblu. Metoda echipei poate fi însă extrapolată pentru a înțelege natura tuturor oceanelor din întreaga lume.
„Aceasta este cea mai bună dovadă directă a faptului că oceanele globale au avut mai puțin oxigen în acea perioadă”, spune Gail Arnold, un doctorat în științele pământului și al mediului la Universitatea din Rochester și autorul principal al lucrării de cercetare.
Adăugă Enriqueta Barrera, director de program în divizia de științe terestre a NSF, „Acest studiu se bazează pe o nouă abordare, aplicarea izotopilor de molibden, care permit oamenilor de știință să constate perturbările globale în mediile oceanice. Acești izotopi deschid o nouă ușă pentru explorarea condițiilor anoxice ale oceanului uneori de-a lungul registrului geologic. ”
Arnold a examinat roci din nordul Australiei care se aflau la podea oceanului în urmă cu peste un miliard de ani, folosind noua metodă pe care a avut-o dezvoltată de ea și coautori, Jane Barling și Ariel Anbar. Cercetătorii precedenți au perforat câțiva metri în stâncă și au testat compoziția chimică a acesteia, confirmând că a păstrat informații originale despre oceanele păstrate în siguranță. Membrii echipei au readus acele roci în laboratoarele lor, unde au folosit tehnologia recent dezvoltată - a numit un spectru de masă cu plasmă cuplat inductiv cu colector multiplu pentru a examina izotopii de molibden din roci.
Elementul molibden intră în oceane prin scurgerea râului, se dizolvă în apa de mare și poate rămâne dizolvat timp de sute de mii de ani. Prin rămânerea în soluție atât de lungă, molibdenul se amestecă bine în toate oceanele, ceea ce îl face un excelent indicator global. Apoi este îndepărtat din oceane în două tipuri de sedimente de pe fundul mării: cele care se află sub ape, bogate în oxigen și cele sărace în oxigen.
Lucrând cu coautorul Timothy Lyons de la Universitatea din Missouri, echipa Rochester a examinat eșantioane din litoralul modern, inclusiv locațiile rare care sunt astăzi sărace în oxigen. Ei au aflat că comportamentul chimic al izotopilor de molibden din sedimente este diferit în funcție de cantitatea de oxigen din apele subiacente. Drept urmare, chimia izotopilor de molibden din oceanele globale depinde de câtă apă de mare este săracă în oxigen. De asemenea, au descoperit că molibdenul din anumite tipuri de roci înregistrează aceste informații despre oceanele antice. În comparație cu eșantioanele moderne, măsurătorile chimiei molibdenului din rocile din Australia indică oceanele cu mult mai puțin oxigen.
Cât de mult mai puțin oxigen este întrebarea. O lume plină de oceane anoxice ar putea avea consecințe grave asupra evoluției. Eucariotele, tipul de celule care alcătuiesc toate organismele, cu excepția bacteriilor, apar în registrul geologic încă de acum 2,7 miliarde de ani. Dar eucariotele cu multe celule - strămoșii plantelor și animalelor - nu au apărut până acum o jumătate de miliard de ani, cam în momentul în care oceanele au devenit bogate în oxigen. Cu paleontologul Andrew Knoll de la Universitatea Harvard, Anbar a avansat anterior ipoteza că o perioadă extinsă a oceanelor anoxice ar putea fi cheia pentru care eucariotele mai complexe abia își trăiau viața în timp ce verii lor prolifici bacterieni prosperau. Studiul lui Arnold este un pas important în testarea acestei ipoteze.
„Este remarcabil faptul că știm atât de puțin despre istoria oceanelor planetei noastre”, spune Anbar. „Dacă a existat sau nu oxigen în oceane este o întrebare chimică simplă la care credeți că ar fi ușor să răspundeți. Acesta arată cât de greu este să preluăm informațiile din palmaresul rock și cât mai mult pentru noi să aflăm despre originile noastre. ”
Următoarea etapă este să descoperi cât de mult mai puțin oxigen era în oceane în trecut. Oamenii de știință intenționează să continue studierea chimiei molibdenului pentru a răspunde la această întrebare, cu sprijin continuu din partea NSF și NASA, agențiile care au susținut activitatea inițială. Informațiile nu vor arunca doar lumină asupra propriei noastre evoluții, ci ne pot ajuta să înțelegem condițiile pe care ar trebui să le căutăm pe măsură ce căutăm viața dincolo de Pământ.
Sursa originală: Comunicat de presă NSF
