Ersten Sauerstoff erschien auf Erde weg früher als wir realisiert
Wenn Sie in die Tardis hüpfte und zurück reiste 4 Milliarden Jahren, würde finden Sie sich auf eine heiße, elender Einöde eines Planeten mit nary ein Sauerstoff-Molekül zu atmen. Erde war früher eine erstickende Hellscape, aber über die Äonen winzige grünen Mikroben erfüllte die Luft mit Sauerstoff. Neue Forschung stellt fest, dass sie es schon viel länger als wir es uns vorgestellt.
Ein Team der Geochemiker berichtet in einer bevorstehenden Studie in Erde und planetarische Wissenschaft Buchstaben, die Entdeckung der rostigen, eisenreiche Gesteinsschichten – ein sicheres Zeichen von Sauerstoff – in den Sedimenten abgelagert auf flachen Ozeanböden rund 3,2 Milliarden Jahren. Durch chemische Analysen zeigen die Forscher, dass diese alten Rost aus der Biologie kommen haben musste. Das stellt das Aussehen der Erde die ersten Sauerstoff produzierenden Bakterien etwa 200 Millionen Jahre früher, als wir uns vorgestellt hatten.
Erdoberfläche erste Terraformer
Pflanzen erhalten Sie die Gutschrift für die Führung unserer Atmosphäre atmungsaktiv, aber es war Cyanobakterien, weichen die Mühe Milliarden von Jahren. Diese winzigen grünen Mikroben entwickelt die ersten Versionen der Photosynthese, der Prozess, der verwendet erfasst Sonnenlicht zum Teilen Wasser und Zucker zu machen. Zum Glück für Tiere, veröffentlicht Photosynthese Sauerstoff als ein Abfallprodukt.
Vor etwa 2,3 Milliarden Jahren die Cyanos wie verrückt und begann strömendem Sauerstoff in die Atmosphäre. Während die Sauerstoff-Intoleranz Mikroben litten, wurde die Luft für komplexe, mehrzelligen Leben viel angenehmer. Geologen betrachten dieses "Große Sauerstoffanreicherung" Ereignis einen wichtigen Wendepunkt in der Geschichte des Lebens auf der Erde sein.
Cyanobakterien. Image Credit: Dok. RNDr. Josef Reischig, CSc. / Wikimedia
Aber wie und wann die ersten Cyanos in Gang gekommen, bleibt ein Geheimnis. Wie Sie sich vorstellen können, ist es ziemlich heikle Angelegenheit teensy Organismen aus langen, vor langer Zeit zu studieren. Die meisten ihrer Fingerabdrücke wurden durch Plattentektonik überschrieben oder gelöscht.
Noch, Geologen sind hartnäckige Leute, und sie waren systematisch Jagd auf einige sehr alte Felsformationen können sie Stück zusammen Erde trüben Vergangenheit.
Eine banded Iron Formation studierte hält Beweise für Sauerstoff auf der Erde 3,2 Milliarden Jahren vor, bereits aus früheren Schätzungen des ersten Vorkommens von Sauerstoff um 200 Millionen Jahre. Image Credit: A. Satkoski / University of Wisconsin - Madison
In der neuen Studie Geochemiker Aaron Satkoski von der University of Wisconson-Madison und seinen Kollegen wandte sich an die Manzimnyama Banded Iron Formation, ein 3,2 Milliarden Jahre alte Folge von rot und rosa gestreiften Gesteine, die stammt von einem Standort in Südafrika, östlich von Johannesburg. Zuerst in Urmeeres hinterlegt, erhalten diese Sedimentgesteine ihre Farbe von Eisen, das buchstäblich Weg in Gegenwart von Sauerstoff verrostet. Mit Blick auf das Verhältnis von zwei Eisen-Isotope-Fe-56 und Fe-54 — innerhalb der Rost, das Team festgestellt, dass die flache Meer Felsen unter Sauerstoffkonzentrationen von 0,1 % gebildet. Das klingt nicht nach viel, aber halten Sie im Verstand die meisten Gesteine aus dieser Zeit zeigen überhaupt keinen Sauerstoff. Weitere Belege für O2 kamen aus ein paar Brocken der Uranatome, die aus ihrer kristallinen Form brechen, wenn sie reagieren mit Sauerstoff.
Natürlich, identifiziert diese Studie nur Sauerstoff in einem einzigen Punkt. Die Frage, ob Cyanobakterien auf der ganzen Welt zu diesem Zeitpunkt auftauchen waren bleibt offen. Wenn sie waren, ist es ein wenig verwirrend, warum die große Sauerstoffzufuhr Veranstaltung eine weitere Milliarde Jahre fand zu entfalten.
Dann wieder die frühe Erde war ein ziemlich unbewohnbar Ort – mit UV-Strahlung und gleichermaßen Asteroiden bombardiert. Vielleicht zu früh Cyanobakterien waren sehr beschränkt, klammerte sich an in den wenigen flachen Meeren, die gerade genug Sonnenlicht und Schutz vor den Elementen angeboten. Gibt es einen Imbiss hier, es ist, dass Erde erste Terraformer noch widerstandsfähiger waren, als wir uns vorgestellt – und, dass wir noch viel lernen über unseren Planeten tief vorbei.
[Lesen Sie das vollständige wissenschaftliche Papier auf Erde und planetarische Wissenschaft Buchstaben h/t Science News]
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Bild oben: Künstlers Konzept von Cyanobakterien, über Shutterstock