Kedy sa po prvýkrát objavil kyslík v atmosfére Zeme? Išlo o míľnik, ktorý viedol ku vzniku komplexného života
Veľká udalosť okysličenia sa považuje za moment, kedy sa kyslík dostal do atmosféry, no bola len začiatkom pre ďalšie zmeny.
Dnes sa naša atmosféra skladá z 21% z molekulárneho kyslíku, no situácia nebola vždy rovnaká. Predpokladá sa, že kyslík by ste počas prvých 2-miliárd rokov planetárnej evolúcie v atmosfére nenašli. Dlho ostávalo záhadou, odkiaľ sa kyslík v našej atmosfére zobral.
Na tento problém sa pozreli výskumníci z technologického inštitútu MIT, ktorí v štúdii, publikovanej ešte v roku 2016 v Science Advances, ponúkli odpoveď. Podľa ich výsledkov Zem pocítila prvý výrazný „príval“ kyslíku pred 2.33-miliardami rokov. Išlo o udalosť, ktorá sa označuje aj ako Veľká udalosť okysličenia. Až ďalšie reakcie však priniesli do atmosféry viac kyslíku.
Prvé zdvihnutie hladín kyslíka nebolo obrovské a prebehlo v relatívne malom časovom úseku od jedného až do desiatich miliónov rokov. Vyvolalo však domino efekt, ktorý viedol k vývoju mnohobunkového života. Autori štúdie tento moment označili ako počiatok cesty ku komplexnému životu.
Hoci sa predtým kyslík v atmosfére planéty nenachádzal, vedci silno pochybujú o tom, že by na Zemi neexistoval. S najväčšou pravdepodobnosťou bol uväznený v oceánoch, ako vedľajší produkt fotosyntézy siníc. Tie mohli začať vytvárať kyslík v oceánoch už pred 3-miliardami rokov. Do atmosféry sa však kyslík dostať nedokázal. Autori štúdie vysvetľujú, že hneď po jeho vyprodukovaní ho pohltili buď hladné mikróby, zlúčeniny železa, alebo iné faktory.
„Oceány mohli kyslík do atmosféry postupne „vyprdnúť“ v malých množstvách, no zatiaľ nedokážeme zistiť koľko kyslíku do atmosféry touto metódou uniklo,“ vysvetlil Roger Summons, jeden z autorov štúdie.
Začiatok domino efektu
Až do obdobia pred 2.3-miliónmi rokov teda nebol kyslík v zemskej atmosfére zárukou. To sa všetko zmenilo Veľkou udalosťou okysličenia, ktorá sa považuje za míľnik označujúci trvalý výskyt kyslíka v atmosfére. V rámci štúdie z roku 2016 sa tím z MIT pokúsil datovať Veľkú udalosť okysličenia o niečo presnejšie. V tomto im pomohlo pátranie po špecifickom izotope síry. Počas vulkanickej činnosti sa totiž do atmosféry uvoľňujú sírové plyny, ktoré reagujú s UV žiarením Slnka.
Neprehliadnite
Vzniká vzorec izotopov, ktorý závisí na tom, či sa v atmosfére planéty nachádzal kyslík alebo nie. Výskum odhalil vysoký výskyt izotopu síra-34, ktorý mohol vzniknúť z reakcie medzi atmosférickým kyslíkom, siričitanmi v horninách na súši a oxidom siričitým. Siričitany slúžili ako potrava pre vodné baktérie, ktoré následne vygenerovali hľadaný izotop.
Po prvýkrát sa kyslík v atmosfére objavil pred 2,33-miliardami rokov a len v priebehu 10-miliónov rokov bola jeho koncentrácia dostatočne veľká na to, aby dokázal zvetrávať horniny. Zvetrávanie však uvoľnilo do oceánov ešte viac siričitanov a určitých kovov. Inými slovami povedané, trvalo ešte nejakú chvíľu, než sa situácia na Zemi ukľudnila.
Vývoj komplexného života mohol začať až vtedy, keď sa kyslík objavil vo vysokej miere aj v hlbinách oceánov. To podľa výskumníkov trvalo veľmi dlhú dobu.
Komentáre