Andelen syre i jordens atmosfär förblev extremt låg efter uppkomsten av de första fotosyntetiska mikroberna, på grund av att klipporna från forntida kontinenter aktivt absorberade dess molekyler och förhindrade dem från att samlas i havet och luften, enligt en artikel publicerad i tidskriften Nature Geoscience.
”Mättnad av jordens atmosfär med syre kan ske när som helst. Allt som behövdes för detta var den "korrekta" kemiska sammansättningen på kontinenterna. Vi konstaterade att kontinenten kemi förändrades dramatiskt precis som syre började samlas i planetens primära hav, säger Matthijs Smit vid University of British Columbia i Vancouver, Kanada.
Som forskare idag tror, liknade jorden i det avlägsna förflutna sig inte i någonting idag - det fanns inget syre i atmosfären och det fanns mycket koldioxid och metan. Dess vatten, som påminner om kokande tjock soppa i temperatur och konsistens, beboddes av bisarra extremofila bakterier, spår av vilka, i form av avlagringar av ett slags "filtar" av mikrobiella kolonier, ofta hittas av forskare i jordens äldsta stenar.
Ingen vet exakt när livet föddes - det finns motstridiga bevis för att det redan fanns för 3,3-3,7 miljarder år sedan eller till och med för 4 miljarder år sedan, i själva verket omedelbart efter att jordens och månens bildning slutfördes och slutet av deras "bombardement" stora asteroider och kometer som förde "livets tegelstenar" till jorden.
Detta liv, säger Smith, varade tills vad geologer kallar "den stora syrekatastrofen." För cirka 2,4-2,32 miljarder år sedan ökade syrekoncentrationen i atmosfären kraftigt och steg från 0,0001% till 21% idag. Anledningen till dess förekomst i dag anses vara de första fotosyntetiska organismerna, cyanobakterier, som rensade atmosfären av CO2 och fyllde den med syre.
Å andra sidan, som forskare noterar, är det fortfarande oklart vad exakt begränsade tillväxten av syrekoncentration i vatten och i jordens atmosfär under de hundratals miljoner år som cyanobakterier redan fanns i planetens primära hav.
Vissa forskare föreslår att det "extra" syret absorberades av jordens primära kontinentala bergarter, bildade vid en tidpunkt då det praktiskt taget inte fanns syre i atmosfären, medan andra tror att rollen som "absorberaren" av syre togs av resterna av levande organismer som samlades i botten Jordens hav är hundratals miljoner år gamla.
Smith och hans kollega Klaus Mezger från University of Bern (Schweiz) fann nya bevis till förmån för den första hypotesen genom att analysera den kemiska sammansättningen av tiotusentals skorpaprover som bildades långt före "syrekatastrofen" och vid en tidpunkt då andelen syre i atmosfären växte i snabbaste takt.
Kampanjvideo:
För denna analys använde forskarna en genial teknik - de mätte proportionerna av krom och uran i dessa bergarter, som reagerar annorlunda på processen för att förstöra stenar med syre och vatten. Följaktligen, ju större dessa skillnader, desto längre och starkare agerade elementen på dessa stenar, vilket gör det möjligt att förstå vilken roll jordens kontinenter spelade i uppkomsten av dess syrereserver.
Som dessa mätningar visade började proportionerna av krom och syre i de kontinentala bergarterna förändras för cirka tre miljarder år sedan, vilket sammanfaller med utseendet på de första fotosyntetiska organismerna. Cirka 300 miljoner år före "syrekatastrofen" förändras deras andel kraftigt, vilket indikerar en lika skarp förändring från en typ av berg till en annan, som nästan inte absorberade syre. Enligt forskare var detta orsaken till "syrekatastrofen", som dramatiskt förändrade jordens och dess första invånares utseende och gjorde den lämplig för människors och andra moderna levande varelser.
