Kétmilliárd év alatt alakult oxigéndússá a Föld légköre egy új kutatás szerint
A Föld légkörének lassú átalakulása
Egy friss nemzetközi tanulmány szerint mintegy kétmilliárd év kellett ahhoz, hogy a Föld légköre oxigénszegényből oxigéngazdaggá váljon. A kutatás eredményeit a rangos Nature folyóirat közölte, és a projektet a kínai Csengtui Műszaki Egyetem vezette. A vizsgálatban több nemzetközi szakember, köztük Matthew Dodd, a Nyugat-Ausztráliai Egyetem (UWA) kutatója is részt vett.
A tudomány eddig is feltételezte, hogy az oxigén fokozatosan halmozódott fel a légkörben, de annak időbeli lefutásáról és az óceánokra, valamint az élővilágra gyakorolt hatásáról nem volt egyértelmű konszenzus. Dodd szerint az oxigén szintjének emelkedése alapvető feltétel volt a bonyolult, oxigénnel lélegző élőlények megjelenéséhez, a bolygó lakhatóságához, és a természeti erőforrások kialakulásához.
Az oxigén evolúciójának nyomában
A kutatók ősi szulfátásványokban megőrzött oxigénizotópokat vizsgáltak, hogy rekonstruálják a légköri oxigén változását és annak kölcsönhatásait az óceánokkal. A több milliárd évre kiterjedő adatsor összevetésével létrehozták eddig a legátfogóbb oxigénizotóp-alapú rekonstrukciót a Föld oxigénevolúciójáról.
A kutatás vezetője, Li Csao professzor szerint a légköri oxigénszint 410 millió évvel ezelőtt érte el a maihoz hasonló, stabilan magas szintet. Az oxigén feldúsulása három nagy szakaszban zajlott: az első időszak 2,4 milliárd évvel ezelőttig tartott, amikor a légkör gyakorlatilag oxigénmentes volt. A második fázisban, 2,4 milliárd és 410 millió év között, az oxigén szintje fokozatos, dinamikus ingadozásokkal nőtt. A harmadik szakaszban, mintegy 410 millió évvel ezelőtt, végleg stabilizálódott az oxigéndús állapot.
Három nagy oxigénszint-emelkedési hullám
A kutatók három fő időszakot azonosítottak, amikor az oxigénszint ugrásszerűen emelkedett:
- a paleoproterozoikumban (2,5–1,6 milliárd évvel ezelőtt),
- a neoproterozoikumban (1 milliárd–538,8 millió évvel ezelőtt),
- valamint a paleozoikumban (538,8–252 millió évvel ezelőtt).
A neoproterozoikum különösen fontos volt: ekkor az oxigénszint növekedése az óceánok átmeneti oxidációját idézte elő, ami több száz millió évig tartó, szén-, kén- és oxigénizotóp-eltolódásokkal járt. Ez azt mutatja, hogy a légkör oxigéndúsulása szoros kapcsolatban állt az óceánok kémiai változásaival.
A felfedezés jelentősége
A tanulmány nemcsak a Föld életének történetét segít jobban megérteni, hanem a természeti erőforrások eredetére is új fényt vet. Az oxigénszint emelkedése ugyanis hozzájárult az ásványi lerakódások kialakulásához és a kőolajkészletek létrejöttéhez.
Matthew Dodd szerint a mostani eredmények környezeti keretet biztosítanak ahhoz, hogy jobban megértsük a földi élet kialakulását és fejlődését. A kutatás egyben választ ad arra a régóta nyitott kérdésre is, hogyan vált bolygónk légköre oxigéndússá, és mikor alakult ki az a stabil környezet, amely lehetővé tette a komplex életformák megjelenését.
