โลก. เครดิตรูปภาพ: NASA คลิกเพื่อขยาย
ประวัติความเป็นมาของสิ่งมีชีวิตบนโลกนั้นเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับรูปลักษณ์ของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันระบุว่าออกซิเจนจำนวนมากปรากฏตัวครั้งแรกในชั้นบรรยากาศของโลกเมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อนโดยมีการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเป็นครั้งที่สองในเวลาต่อมาบางทีประมาณ 600 ล้านปีก่อน
อย่างไรก็ตามการค้นพบใหม่โดยนักธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นครั้งที่สองของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศอาจจะเริ่มขึ้นเร็วกว่าที่คิดไว้ การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้โดยใช้เครื่องมือใหม่สำหรับติดตามชีวิตจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมโบราณที่พัฒนาที่รัฐแมรี่แลนด์ ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและองค์การนาซ่าผลงานปรากฏในวารสาร Science ฉบับวันที่ 2 ธันวาคม
David Johnston นักวิจัยบัณฑิตนักวิทยาศาสตร์การวิจัย Boswell Wing และเพื่อนร่วมงานในภาควิชาธรณีวิทยาของมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และศูนย์วิทยาศาสตร์ระบบโลกนำทีมนักวิจัยนานาชาติที่ใช้การวัดความแม่นยำสูงของไอโซโทปกำมะถันหายากอายุ 33 ปีเพื่อสร้างทะเลโบราณ จุลินทรีย์ที่รู้จักกันในชื่อ Prokaryotes กำมะถันที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายเกือบ 500 ล้านปีก่อนหน้านี้คิดว่า
สารประกอบซัลเฟอร์ระดับกลางที่ใช้โดยแบคทีเรียที่มีการกระจายตัวของซัลเฟอร์เกิดจากการได้รับแร่ซัลไฟด์ต่อก๊าซออกซิเจน ดังนั้นหลักฐานของกิจกรรมที่แพร่หลายโดยแบคทีเรียชนิดนี้ได้ถูกตีความโดยนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นหลักฐานของปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น
“ การวัดเหล่านี้บอกเป็นนัยว่าสัดส่วนของสารประกอบซัลเฟอร์เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรกำมะถัน [1.3 ล้านปีก่อน] และการเติมออกซิเจนบนพื้นผิวโลกนั้นอาจทำให้เกิดลักษณะ [กลาง Proterozoic]” ผู้เขียนเขียน
Proterozoic เป็นช่วงเวลาในประวัติศาสตร์ของโลกจากประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อนถึง 545 ล้านปีก่อน
“ การค้นพบยังแสดงให้เห็นว่าวิธีการวิจัยแบบใหม่บนพื้นฐาน 33S สามารถใช้ติดตามการมีอยู่และลักษณะของชีวิตจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมโบราณและแสดงการวิวัฒนาการของการกระทำ” จอห์นสตันกล่าว “ วิธีการนี้เป็นเครื่องมือใหม่ที่สำคัญในการค้นหาทางโหราศาสตร์สำหรับชีวิตวัยเยาว์บนโลกและอื่น ๆ ”
อากาศที่เราหายใจ
เมื่อโลกของเราก่อตัวเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อนออกซิเจนในโลกเกือบทั้งหมดถูกผูกไว้กับองค์ประกอบทางเคมี มันอยู่ในสารประกอบที่เป็นของแข็งเช่นควอตซ์และแร่ซิลิเกตอื่น ๆ ในสารประกอบของเหลวเช่นน้ำและในสารประกอบก๊าซเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจนฟรี - ก๊าซที่ช่วยให้เราหายใจและสิ่งที่จำเป็นต่อชีวิตขั้นสูงทั้งหมด - ไม่มีอยู่จริง
นักวิทยาศาสตร์ได้คิดมานานแล้วว่าการปรากฏตัวของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศนั้นโดดเด่นด้วยการกระโดดสองครั้งที่แตกต่างกันในระดับออกซิเจน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้ใช้วิธีการที่นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์เจมส์ฟาร์ฮาร์และเพื่อนร่วมงานของแมริแลนด์สรุปเพื่อกำหนดว่าออกซิเจนจำนวนมากปรากฏตัวครั้งแรกในชั้นบรรยากาศโลกเมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อน บางครั้งเรียกว่า "เหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งยิ่งใหญ่" การเพิ่มขึ้นนี้นับเป็นจุดเริ่มต้นของช่วงเวลา Proterozoic
ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปยังถือได้ว่าการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศครั้งที่สองเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อนโดยมีออกซิเจนเพิ่มขึ้นใกล้ระดับที่ทันสมัย หลักฐานของสัตว์หลายเซลล์ปรากฏในธรณีวิทยาในช่วงเวลานี้
“ มีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับว่าการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในบรรยากาศครั้งที่สองนั้นรวดเร็วและเป็นขั้นเป็นตอนหรือช้าและก้าวหน้าขึ้นเรื่อย ๆ หรือไม่” วิงกล่าว “ ผลลัพธ์ของเราสนับสนุนแนวคิดที่ว่าการเพิ่มขึ้นครั้งที่สองนั้นก้าวหน้าและเริ่มประมาณ 1.3 พันล้านปีก่อนมากกว่า 0.6 พันล้านปีก่อน”
นอกจากจอห์นสตันผู้ร่วมเขียนของ Wing’s Maryland ในรายงานฉบับที่ 2 ธันวาคมเป็นเพื่อนร่วมงานธรณีวิทยา James Farquhar และ Jay Kaufman กลุ่มของพวกเขาทำงานเพื่อเชื่อมโยงเอกสารระหว่างไอโซโทปกำมะถันและวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศของโลกโดยใช้การผสมผสานระหว่างการวิจัยภาคสนามการวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการของตัวอย่างหินแบบจำลองทางธรณีวิทยาการทดลองทางโฟโตเคมีเคมี
“ การแปรสัดส่วนของกำมะถันจุลินทรีย์ที่ใช้งานใน Mesoproterozoic” โดย David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar และ Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, Universit t M? nster; Timothy W. Lyons, มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, Riverside; ลินดาซีคาห์, มหาวิทยาลัยเทนเนสซี; Donald E. Canfield มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นเดนมาร์ก: วิทยาศาสตร์, 2 ธันวาคม 2005
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวประชาสัมพันธ์ UM
