นักวิจัยงงงวยมานานว่าทำไมออกซิเจนเจริญรุ่งเรืองในชั้นบรรยากาศของโลกเริ่มประมาณ 2.4 พันล้านปี
Dominic Papineau จากห้องปฏิบัติการธรณีฟิสิกส์ของ Carnegie กล่าวว่า“ เหตุการณ์มหาออกซิเดชั่นอันยิ่งใหญ่” การเปลี่ยนผ่าน“ สภาพแวดล้อมพื้นผิวที่เปลี่ยนแปลงอย่างไม่อาจกลับคืนมาบนโลกได้และในที่สุด
ตอนนี้ Papineau ได้ร่วมเขียนการศึกษาใหม่ในวารสาร ธรรมชาติซึ่งเผยเบาะแสใหม่ต่อความลึกลับในหินตะกอนโบราณ
ทีมวิจัยนำโดย Kurt Konhauser แห่งมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาในเอดมันตันวิเคราะห์องค์ประกอบการติดตามของหินตะกอนที่รู้จักกันในชื่อการก่อตัวของแถบเหล็กหรือ BIF จากหลาย ๆ เมืองที่แตกต่างกันทั่วโลกตั้งแต่อายุ 3,800 ถึง 550 ล้านปี การก่อตัวของแถบสีนั้นมีลักษณะแปลก ๆ และมีคราบน้ำที่สะสมอยู่ในชั้นหินเก่าแก่ที่ก่อตัวขึ้นก่อนที่ชั้นบรรยากาศหรือมหาสมุทรจะมีออกซิเจนมากมาย ชื่อของพวกเขาบ่งบอกว่าพวกเขาทำจากการสลับแถบเหล็กและแร่ธาตุซิลิเกต
พวกเขายังมีปริมาณเล็กน้อยของนิกเกิลและธาตุอื่น ๆ และนักประวัติศาสตร์คิดว่านิกเกิลอาจเปิดเผยความลับเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตสมัยใหม่
นิเกิลมีอยู่ในมหาสมุทรของวันนี้ในจำนวนร่องรอย แต่มีมากขึ้นถึง 400 เท่าในมหาสมุทรยุคดึกดำบรรพ์ของโลก จุลินทรีย์ที่ผลิตก๊าซมีเทนที่เรียกว่ามีเธนก๊าซจะเติบโตในสภาพแวดล้อมดังกล่าวและก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอาจป้องกันการสะสมของก๊าซออกซิเจนซึ่งจะทำปฏิกิริยากับมีเธนเพื่อผลิตคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
การลดลงของความเข้มข้นของนิกเกิลจะนำไปสู่ "ความอดอยากของนิกเกิล" สำหรับเมทาโนเจนซึ่งพึ่งพาเอนไซม์นิกเกิลที่ใช้สำหรับกระบวนการเผาผลาญที่สำคัญ สาหร่ายและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ปล่อยออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงใช้เอนไซม์ต่าง ๆ และจะได้รับผลกระทบน้อยกว่าจากภาวะข้าวยากหมากแพงนิกเกิล เป็นผลให้มีเธนในบรรยากาศจะลดลงและเงื่อนไขสำหรับการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนจะถูกกำหนดไว้
นักวิจัยพบว่าระดับนิกเกิลใน BIFs เริ่มลดลงประมาณ 2.7 พันล้านปีที่แล้วและ 2.5 พันล้านปีก่อนนั้นเกือบครึ่งหนึ่งของค่าก่อนหน้านี้
“ เวลาเหมาะกันมาก การลดลงของปริมาณนิกเกิลอาจทำให้เกิดเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่ได้” ปาปิเนากล่าว “ และจากสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับก๊าซมีเธนที่มีชีวิตระดับนิกเกิลที่ต่ำกว่าจะลดการผลิตก๊าซมีเทนอย่างรุนแรง”
สำหรับสาเหตุที่นิกเกิลลดลงตั้งแต่แรกนักวิจัยชี้ไปที่ธรณีวิทยา ในช่วงก่อนหน้าของประวัติศาสตร์โลกในขณะที่เสื้อคลุมของมันร้อนมาก Lavas จากการปะทุของภูเขาไฟจะมีนิกเกิลค่อนข้างสูง การพังทลายของน้ำจะทำให้นิกเกิลนั้นถูกชะลงไปในทะเลทำให้อยู่ในระดับสูง แต่เมื่อเสื้อคลุมเย็นลงและเคมีของลาวาเปลี่ยนภูเขาไฟก็พ่นนิกเกิลออกมาน้อยลงและน้อยลงที่จะพบทางลงสู่ทะเล
“ การเชื่อมต่อของนิกเกิลไม่ใช่สิ่งที่ใครบางคนเคยคิดมาก่อน” Papineau กล่าว “ มันเป็นเพียงองค์ประกอบในน้ำทะเล แต่การศึกษาของเราระบุว่ามันอาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อสภาพแวดล้อมของโลกและต่อประวัติศาสตร์ของชีวิต”
ที่มา: Carnegie Institution for Science, ผ่าน Eurekalert
