การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในวันนี้ไม่ได้ถือเทียนให้กับสงครามเคมีที่ยืดเยื้อบนโลกเมื่อกว่า 2 พันล้านปีก่อน
ก่อนที่พืชจะค้นพบพลังของการสังเคราะห์ด้วยแสงชีวิตเซลล์เดียวรอดชีวิตจากสารเคมีไม่ใช่แสงแดดเผาไหม้ผ่านไฮโดรเจนมีเธนและซัลเฟอร์ท่ามกลางสารประกอบอร่อยอื่น ๆ "anaerobes" เหล่านี้ที่อาศัยอยู่โดยไม่มีออกซิเจนถูกวางยาพิษเมื่อสาหร่ายสีน้ำเงิน-เขียวที่เรียกว่าไซยาโนแบคทีเรียพัฒนาการสังเคราะห์แสงและเริ่มหายใจออกออกซิเจน ก๊าซที่มีปฏิกิริยาสูงรวมกับโลหะและโปรตีนในเซลล์ที่ไม่ใช้ออกซิเจนฆ่าพวกมัน แต่ไซยาโนแบคทีเรียเจริญรุ่งเรืองเปลี่ยนแสงแดดเป็นน้ำตาลและขับออกซิเจนขับเคลื่อนเป็นของเสีย
ระดับออกซิเจนในหินเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเมื่อ 2.5 พันล้านปีก่อน - ขัดขวางเรียกว่า "เหตุการณ์ออกซิเดชันที่ยิ่งใหญ่" การกระโดดถูกจัดขึ้นเป็นหลักฐานเมื่อไซยาโนแบคทีเรียพัฒนาการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (23 มีนาคม) ในวารสาร Nature Geoscience เข้าร่วมกับข้อมูลที่เพิ่มขึ้นซึ่งแสดงให้เห็นว่าคนรักดวงอาทิตย์ที่เก่าแก่ที่สุดปรากฏขึ้นนานก่อนที่ออกซิเจนจะขัดขวาง -7 ทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต-
นักวิจัยหลายคนคิดว่าสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงครั้งแรกที่อาศัยอยู่บนโลกเมื่อ 3 พันล้านปีก่อน และเช่นเดียวกับผู้ฟื้นฟูศิลปะที่พบภาพที่ซ่อนอยู่ภายใต้ภาพวาดต้นแบบเก่านักวิทยาศาสตร์เหล่านี้กำลังค้นพบภาพใหม่ของลมหายใจแรกของโลก
โลหะหนัก
ในการศึกษาใหม่นักธรณีวิทยามหาวิทยาลัยเยล Noah Planavsky และเพื่อนร่วมงานของเขาวิเคราะห์ระดับของโมลิบดีนัมและเหล็กในหินอายุ 2.95 พันล้านปีจากแอฟริกาใต้ หินถูกวางลงในน้ำในมหาสมุทรตื้นใกล้ชายฝั่ง โลหะทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายของการสังเคราะห์ด้วยแสง ไอโซโทปโมลิบดีนัมหรือองค์ประกอบที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีนิวตรอนจำนวนแตกต่างกันติดตามการออกซิไดซ์แมงกานีสซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ออกซิเจนในระดับสูง Planavsky กล่าว
ร่องรอยทางเคมีในหินจาก Pongola supergroup ระบุว่าไซยาโนแบคทีเรียกำลังผลิตออกซิเจนในน้ำผิวดินมหาสมุทร Planavsky กล่าว “ การศึกษาของเรากำลังบอกคุณว่ามีการผลิตไซยาโนแบคทีเรียในมหาสมุทร” เขาบอกกับ Live Science's ที่น่าทึ่งของเรา
ในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้อีกครั้งเกี่ยวกับหิน Pongola ของแอฟริกาใต้นักวิทยาศาสตร์ได้ดูไอโซโทปโครเมียมเพื่อประเมินออกซิเจนในบรรยากาศระดับ 3 พันล้านปีก่อน- ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าออกซิเจนในบรรยากาศสูงกว่าประมาณ 100,000 เท่าที่สามารถอธิบายได้จากปฏิกิริยาทางเคมีที่ไม่ใช่ชีวภาพตามการวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 26 กันยายน 2013 ในวารสารธรรมชาติ
“ การศึกษาทั้งสองนั้นค่อนข้างสมบูรณ์” Planavsky กล่าว "เรากำลังให้หลักฐานที่เป็นอิสระเกี่ยวกับการปรากฏตัวของไซยาโนแบคทีเรียเรากำลังติดตามกระบวนการมหาสมุทรพื้นผิวและพวกเขากำลังติดตามกระบวนการภาคพื้นดิน"
อย่างไรก็ตาม Woodward Fischer นักธรณีวิทยาที่ Caltech ใน Pasadena รัฐแคลิฟอร์เนียเตือนว่าเทคนิคการติดตามโลหะจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม วิธีการวิเคราะห์ทั้งสองมีอายุประมาณหนึ่งทศวรรษและกำลังถูกทดสอบในหินเก่าแก่มาก “ คุณภาพของการตีความของเราที่ได้มาจากพวกเขายังคงไม่แน่นอนเล็กน้อย” ฟิสเชอร์ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาทั้งสองกล่าว "ในความเป็นธรรมทั้งหมดเราไม่เข้าใจโมลิบดีนัมและวัฏจักรโครเมียมในวันนี้"
ซึ่งมาก่อน?
เมื่อเทคนิคที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นเกิดขึ้นสำหรับการมองในช่วงเวลาที่ลึกล้ำการอภิปรายใหม่ได้เกิดขึ้น: จุลินทรีย์ปั๊มลมหายใจครั้งแรกของโลกของเรา
หลักฐานที่เกิดขึ้นใหม่ชี้ให้เห็นระดับออกซิเจนนั่งรถไฟเหาะในช่วง 500 ล้านปีระหว่างเมื่อไซยาโนแบคทีเรียครั้งแรกพัฒนาการสังเคราะห์ด้วยแสงและเหตุการณ์ออกซิเดชันที่ยิ่งใหญ่ นั่นเป็นเวลาที่ยาวนานสำหรับชีวิต - มันเหมือนกับเวลาระหว่าง Trilobites และมนุษย์คนแรกของโลก
นักวิจัยบางคนคิดว่าโลกตัวเองมีบทบาทในการเพิ่มระดับออกซิเจนเมื่อทวีปเพิ่มขึ้น การพังทลายของเปลือกโลกและธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงของภูเขาไฟ-ทวีปที่ใหญ่กว่าหมายถึงการปะทุบนที่ดินมากขึ้นพ่นก๊าซออกสู่ชั้นบรรยากาศมากกว่าการระเบิดใต้น้ำ การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเหล่านี้อาจทำให้บรรยากาศของโลกเข้าสู่ออกซิเจนในคอนเสิร์ตกับไซยาโนแบคทีเรีย
“ สิ่งที่น่าตื่นเต้นจริงๆเกี่ยวกับเรื่องนี้คือบทบาทที่สัมพันธ์กันของวิวัฒนาการทางชีวภาพเมื่อเทียบกับวิวัฒนาการทางธรณีวิทยาในจุดเปลี่ยนที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของโลก” Planavsky กล่าว "นั่นคือสิ่งที่ผลักดันงานวิจัยของเรา"
อีเมลBecky Oskinหรือติดตามเธอ@Beckyoskin- ติดตามเรา@oaplanet-FacebookและGoogle+- บทความต้นฉบับที่Live Science เป็นดาวเคราะห์ที่น่าทึ่งของเรา-
