Jorden. Billedkredit: NASA Klik for større billede
Livets historie på Jorden er tæt knyttet til udseendet af ilt i atmosfæren. Den nuværende videnskabelige konsensus hævder, at betydelige mængder ilt først optrådte i Jordens atmosfære for ca. 2,4 milliarder år siden, med en anden stor stigning i atmosfærisk ilt, der forekom meget senere, måske for omkring 600 millioner år siden.
Imidlertid antyder nye fund fra University of Maryland geologer, at det andet spring i atmosfærisk ilt faktisk kan være begyndt meget tidligere og forekom mere gradvist end tidligere antaget. Resultaterne blev muliggjort ved hjælp af et nyt værktøj til sporing af mikrobiel liv i gamle miljøer udviklet i Maryland. Finansieret af National Science Foundation og NASA vises arbejdet i den 2. december-udgave af Science.
Kandidatforsker David Johnston, forsker Boswell Wing og kolleger i University of Marylands afdeling for geologi og Earth System Science Interdisciplinary Center ledet et internationalt team af forskere, der brugte høj præcisionsmålinger af en sjælden svovelisotop, 33S, for at fastslå, at det gamle marine mikrober kendt som svovlforholdsmæssigt store prokaryoter var vidt aktiv næsten 500 millioner år tidligere end tidligere antaget.
De mellemliggende svovlforbindelser, der bruges af disse svovlforholdelige bakterier, dannes ved udsættelse af sulfidmineraler for iltgas. Således har videnskabsmænd fortolket bevis for udbredt aktivitet af denne type bakterier som bevis for øget atmosfærisk iltindhold.
"Disse målinger indebærer, at disproportionering af svovlforbindelser var en aktiv del af svovlcyklussen med [1,3 millioner år siden], og at den progressive iltforurening på Jorden måske har karakteriseret den [midterste proterozoic]," skriver forfatterne.
Proterozoikum er perioden i Jordens historie fra ca. 2,4 milliarder år siden til 545 millioner år siden.
”Resultaterne viser også, at den nye 33S-baserede forskningsmetode kan bruges til unikt at spore tilstedeværelsen og karakteren af mikrobielt liv i gamle miljøer og give et glimt af evolution i handling,” sagde Johnston. ”Denne tilgang giver et betydeligt nyt værktøj i den astrobiologiske søgning efter det tidlige liv på Jorden og ud over det.”
Luften, som vi indånder
Da vores planet dannede for ca. 4,5 milliarder år siden, var stort set alt ilt på Jorden kemisk bundet til andre elementer. Det var i faste forbindelser som kvarts og andre silicatmineraler, i flydende forbindelser som vand og i gasformige forbindelser som svovldioxid og carbondioxid. Fri ilt - den gas, der giver os mulighed for at trække vejret, og som er essentiel for al fremskreden liv - var praktisk talt ikke-eksisterende.
Forskere har længe troet, at udseendet af ilt i atmosfæren var præget af to forskellige spring i iltniveauer. I de senere år har forskere brugt en metode udviklet af University of Maryland geolog James Farquhar og Maryland kolleger for at afgøre, at betydelige mængder ilt først optrådte i jordens atmosfære for ca. 2,4 milliarder år siden. Nogle gange omtalt som "den store oxidationshændelse", markerer denne stigning begyndelsen på den proterozoiske periode.
En generel videnskabelig konsensus har også vurderet, at den anden store stigning i atmosfærisk ilt forekom for omkring 600 millioner år siden, med ilt steg til næsten moderne niveauer på det tidspunkt. Bevis for flercellede dyr vises først i den geologiske omkring denne tid.
”Der har været meget diskussion om, hvorvidt den anden store stigning i atmosfærisk ilt var hurtig og trinvis, eller langsom og progressiv,” sagde Wing. ”Vores resultater understøtter ideen om, at den anden stigning var progressiv og begyndte for omkring 1,3 milliarder år siden, snarere end 0,6 milliarder år siden.”
Foruden Johnston er Wing's Maryland-medforfattere på 2. december-papiret geologikolleger James Farquhar og Jay Kaufman. Deres gruppe arbejder for at dokumentere forbindelser mellem svovlisotoper og udviklingen af Jordens atmosfære ved hjælp af en kombination af feltundersøgelser, laboratorieanalyse af stenprøver, geokemiske modeller, fotokemiske eksperimenter med svovlholdige gasser og mikrobielle eksperimenter.
”Aktiv mikrobiel svovlforhold i Mesoproterozoikum” af David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar og Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, Universit? T M? Nster; Timothy W. Lyons, University of California, Riverside; Linda C. Kah, University of Tennessee; Donald E. Canfield, Syddansk Universitet: Videnskab, 2. december 2005.
Original kilde: UM News Release
