Delež kisika v Zemljini atmosferi je po pojavu prvih fotosintetskih mikrobov ostal izredno nizek zaradi dejstva, da so kamnine starodavnih celin aktivno absorbirale njegove molekule in jim preprečevale kopičenje v oceanu in zraku, piše v članku, objavljenem v reviji Nature Geoscience.
»Nasičenje Zemljine atmosfere s kisikom se lahko zgodi kadar koli. Za to je bila potrebna le »pravilna« kemična sestava celin. Ugotovili smo, da se je kemija celin močno spremenila, ko se je v primarnem oceanu planeta začel kopičiti kisik, pravi Matthijs Smit z univerze British Columbia v Vancouvru v Kanadi.
Kot danes menijo znanstveniki, Zemlja v daljni preteklosti danes ni bila podobna ničesar - v njenem ozračju ni bilo kisika in bilo je veliko ogljikovega dioksida in metana. Njene vode, ki po temperaturi in konsistenci spominjajo na vrelo debelo juho, so bile naseljene z bizarnimi ekstremofilskimi bakterijami, katerih sledi v obliki depozitov "odej" mikrobnih kolonij znanstveniki pogosto najdemo v najstarejših kamninah Zemlje.
Nihče ne ve natančno, kdaj se je rodilo življenje - obstajajo nasprotujoči dokazi, da je že obstajalo pred 3,3-3,7 milijarde let ali celo pred 4 milijardami let, pravzaprav takoj po zaključku tvorbe Zemlje in Lune in koncu njihovega "obstreljevanja" veliki asteroidi in kometi, ki so na Zemljo prinesli "opeke življenja".
To življenje je, kot pravi Smith, trajalo do tistega, kar geologi imenujejo "velika kisikova katastrofa". Pred približno 2–2,32 milijarde let se je koncentracija kisika v atmosferi močno povečala in se je danes z 0,0001% dvignila na 21%. Razlog za njegovo pojavljanje danes štejejo prvi fotosintetski organizmi, cianobakterije, ki so v ozračju očistili CO2 in ga napolnili s kisikom.
Po drugi strani pa, kot ugotavljajo znanstveniki, ostaja nejasno, kaj točno je omejevalo rast koncentracije kisika v vodi in v Zemljini atmosferi v tistih sto milijonih let, ko so cianobakterije že obstajale v primarnem oceanu planeta.
Nekateri znanstveniki domnevajo, da so "dodaten" kisik absorbirali primarne celinske kamnine Zemlje, nastale v času, ko v njegovi atmosferi skorajda ni bilo kisika, drugi pa menijo, da so vlogo "absorberja" kisika prevzeli ostanki živih organizmov, ki so se nabrali na dnu Zemeljski oceani so stari več sto milijonov let.
Smith in njegov kolega Klaus Mezger z univerze v Bernu (Švica) sta našla nove dokaze v prid prvi hipotezi z analizo kemične sestave več deset tisoč vzorcev skorje, ki so nastali veliko pred začetkom "kisikove katastrofe" in v času, ko je delež kisika v ozračju rasla najhitreje.
Promocijski video:
Znanstveniki so za to analizo uporabili domiselno tehniko - v teh kamninah so izmerili deleža kroma in urana, ki na proces uničenja kamnin s kisikom in vodo različno reagirata. V skladu s tem, čim večje so te razlike, daljši in močnejši elementi so delovali na te kamnine, kar omogoča razumevanje, kakšno vlogo so imele celine Zemlje pri nastanku njenih zalog kisika.
Kot so pokazale te meritve, so se razmerja kroma in kisika v celinskih kamninah začela spreminjati pred približno tremi milijardami let, kar sovpada s pojavom prvih fotosintetskih organizmov. Približno 300 milijonov let pred "kisikovo katastrofo" se njihov delež močno spremeni, kar kaže na enako ostro spremembo iz ene vrste kamnine v drugo, ki skoraj ni absorbirala kisika. Po mnenju znanstvenikov je bil to razlog za začetek "kisikove katastrofe", ki je dramatično spremenila videz Zemlje in njenih prvih prebivalcev ter jo naredila primerno za obstoj ljudi in drugih sodobnih živih bitij.