Mednarodna ekipa geologov je v Južni Afriki odkrila najstarejše znane "žepke za kisik" - kraj, kjer so že pred 2,97 milijarde let, 430 milijonov pred kisikovo revolucijo, živeli prvi fotosintetski organizmi in oddajali kisik.
V ozračju mlade Zemlje je bilo zelo malo kisika; Današnjih 20% tega plina v zraku je posledica fotosintetskih rastlin in bakterij. Cianobakterije, enocelični fotosintetski organizmi, so prvi sprostili kisik. Sprva je bil kisik, ki ga sprostijo, porabljen le za oksidacijo kamnin, a približno 2,5 milijarde let se je ta proces končal, kisik pa se je začel kopičiti v zraku in se raztapljati v oceanu; ta dogodek imenujemo kisikova revolucija (ali katastrofa, saj so zaradi obogatitve kisikove atmosfere umrle vrste, prilagojene življenju v reducirajoči in ne oksidativni atmosferi).
Skok vsebnosti kisika v atmosferi starodavne Zemlje je določen s porazdelitvijo izotopov žvepla v sedimentnih kamninah. Kot je sredi devetdesetih let odkrila skupina geokemikov iz Caltecha, se je razporeditev žveplovih izotopov po kisikovi revoluciji močno spremenila zaradi pojava ozonske plasti, ki je zaščitila Zemljo pred sončnim ultravijoličnim sevanjem, kar je povečalo reaktivnost izotopov lahkega žvepla in ustvarilo tako imenovano porazdelitev, neodvisno od mase.
Znanstveniki spoznavajo delovanje prvih fotosintetskih organizmov pred kisikovo revolucijo po sestavi sedimentnih kamnin, ki se počasi kopičijo v "kisikovih žepih". Gre za območja v bližini velikih bakterijskih preprog, okoli katerih je bila koncentracija kisika bližja sodobnim kot na preostalem planetu. Znanih je več takšnih "žepkov s kisikom", ki so stari od 2,5 do 2,7 milijarde let; našli so jih na vseh celinah, razen na Antarktiki. Poleg ogljika (iz ogljikovega dioksida), vodika in kisika (iz vode) potrebujejo še druge elemente, kot sta žveplo in dušik. Cianobakterije dobijo žveplo tako, da ga zmanjšajo iz sulfatov v tleh. Za kamnine, na katerih so živele in razdeljene cianobakterije, tako kot kamnine, ki so nastale po kisikovi revoluciji, je značilna množično neodvisna porazdelitev izotopov žvepla.
Lani je mednarodna ekipa geologov z univerze v Tübingenu v Nemčiji odkrila skalo v naravnem rezervatu Pongola v Južni Afriki, razporeditev žveplovih izotopov, pri kateri kaže na visoko koncentracijo kisika v ozračju že pred 2,97 milijarde let, veliko preden je prišlo do kisikove revolucije. Zaradi razporeditve izotopov žvepla v kamninah pongolske formacije je pongolijski "kisikov žep" najstarejši danes znan.
Raziskava je objavljena v reviji Nature Geochemistry.
Ksenija Malysheva