Hvornår Opstod Jordens Første Sukkerrøg?

{h1}

En voksende mængde data tyder på, at den tidligste fotosyntese udviklede sig 500 millioner år før great oxidation event.

Dagens klimaforandringer holder ikke et lys til den kemiske krigsførelse, der blev udført på Jorden for mere end 2 milliarder år siden.

Før planter opdagede kraften i fotosyntese, overlevede single-celled liv på kemikalier, ikke sollys, brændende gennem hydrogen, methan og svovl, blandt andre yummy forbindelser. Disse "anaerober", der lever uden ilt, blev forgiftet, da blågrønne alger kaldte cyanobakterier udviklede fotosyntese og begyndte at udånde ilt. Den stærkt reaktive gas kombinerer med metaller og proteiner i anaerobe celler og dræber dem. Men cyanobakterier trivedes, omdanne sollys til sukker og udskille ilt som affald.

Oxygen niveauer i klipper pludselig stiger startende 2,5 milliarder år siden - en spike kaldes "Great Oxidation Event." Hoppet blev længe holdt som bevis for, hvornår cyanobakterier udviklede fotosyntese. Men en undersøgelse offentliggjort i dag (23. marts) i tidsskriftet Nature Geoscience slutter sig til en voksende mængde data, der tyder på, at de tidligste sol-elskere dukkede op længe før denne iltpike. [7 teorier om livets oprindelse]

Mange forskere mener nu, at de første fotosyntetiske organismer levede på jorden for 3 milliarder år siden. Og ligesom kunstgendannere, der finder et skjult billede under et gammelt mestermaleri, opdager disse forskere et nyt billede af Jordens første åndedræt.

Tungmetaller

I den nye undersøgelse analyserede Yale Universitets geokemisten Noah Planavsky og hans kolleger niveauer af molybdæn og jern i 2,95 milliarder årige sten fra Sydafrika. Klipperne blev lagt ned i vand, i en lavvandet havindstilling nær kysten. Metallerne fungerer som markører for fotosyntese. Molybdænisotoper, eller elementer med samme antal protoner, men et andet antal neutroner, sporer manganoxidation, en proces, der kræver høje niveauer af ilt, sagde Planavsky.

De kemiske spor i klipperne, fra Pongola Supergroup, indikerer, at cyanobakterier producerede ilt i havoverfladevand, sagde Planavsky. "Vores undersøgelse fortæller dig, at der var lokaliseret cyanobakterier produktion i oceanerne," sagde han til WordsSideKick.com's Our Amazing Planet.

I en anden nylig undersøgelse, også på Sydafrikas Pongola-klipper, kiggede forskerne på kromisotoper for at estimere atmosfæriske oxygenniveauer for 3 milliarder år siden. Resultaterne tyder på, at atmosfærisk oxygen var ca. 100.000 gange højere end det kunne forklares ved ikke-biologiske kemiske reaktioner, ifølge forskningen, offentliggjort 26. september 2013 i tidsskriftet Nature.

"De to studier er ret komplementære," sagde Planavsky. "Vi leverer uafhængige beviser for forekomsten af ​​cyanobakterier. Vi sporer overflade ocean processer og de sporer terrestriske processer."

Fossiliserede rippelmærker fra den 2,9 mia. År gamle Pongola Supergroup rock i Sydafrika. Disse rippelmærker registrerer interferensen af ​​det mikrobielle liv med vandstrømme. Undersøgelser viser, at sådanne krusninger udgør i løbet af et år i et stormdemineret, moderat klimaområde.

Fossiliserede rippelmærker fra den 2,9 mia. År gamle Pongola Supergroup rock i Sydafrika. Disse rippelmærker registrerer interferensen af ​​det mikrobielle liv med vandstrømme. Undersøgelser viser, at sådanne krusninger udgør i løbet af et år i et stormdemineret, moderat klimaområde.

Kredit: Nora Noffke

Imidlertid advarer Woodward Fischer, en geobiolog ved Caltech i Pasadena, Californien, at spormetallteknikkerne kræver yderligere validering. Begge analytiske metoder er næsten et årti gammel og testes i ekstremt gamle klipper. "Kvaliteten af ​​vores fortolkninger afledt af dem forbliver en smule usikker," sagde Fischer, som ikke var involveret i en af ​​undersøgelserne. "I al retfærdighed forstår vi ikke molybdæn og kromcyklusen i dag."

Hvad kom først?

Som mere følsomme teknikker dukker op for at peering i dyb tid, har en ny debat opdaget: Har mikrober pumpet vores planet første ånde, eller har miljøændringer skubbet planeten ind i iltrichness?

Nye bevis tyder på, at iltniveauet tog en rutsjebane tur i de 500 millioner år mellem, hvor de første cyanobakterier udviklede fotosyntese og Great Oxidation Event. Det er lang tid for livet - det handler om det samme som tiden mellem jordens første trilobitter og mennesker.

Nogle forskere synes, at Jorden selv har spillet en rolle i at øge iltniveauet, da kontinenter voksede i størrelse. Skorpenes ætsning og vulkanernes skiftende karakter - større kontinenter betyder mere jordbaserede udbrud, der spytter ud gas i atmosfæren, snarere end undervandsblæsninger. Disse geologiske skift kunne have skubbet Jordens atmosfære mod ilt i samspil med cyanobakterierne.

"Hvad der virkelig er spændende om dette er den relative rolle biologisk evolution versus geologisk udvikling i de store vendepunkter i Jordens historie," sagde Planavsky. "Det er det, der driver vores forskning."

E-mail Becky Oskin eller følg hende @beckyoskin. Følg os @OAPlanet, Facebook og Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com er vores fantastiske planet.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com