Wanneer Zijn De Eerste Zuurstofgolven Van De Aarde Ontstaan?

{h1}

Een groeiend aantal gegevens suggereert dat de vroegste fotosynthese 500 miljoen jaar vóór het great oxidation-evenement is geëvolueerd.

De klimaatverandering van vandaag is geen garantie voor de chemische oorlogsvoering die meer dan 2 miljard jaar geleden op aarde werd gevoerd.

Voordat planten de kracht van fotosynthese ontdekten, overleefde eencellig leven op chemicaliën, niet zonlicht, verbranding door waterstof, methaan en zwavel, onder andere lekkere verbindingen. Deze "anaëroben" die leven zonder zuurstof werden vergiftigd toen blauwgroene algen, cyanobacteriën genaamd, de fotosynthese ontwikkelden en begonnen zuurstof uit te ademen. Het zeer reactieve gas combineert met metalen en eiwitten in anaërobe cellen en doodt ze. Maar cyanobacteriën bloeiden, veranderden zonlicht in suiker en afscheiden zuurstof als afval.

Zuurstofniveaus in rotsen nemen plotseling toe met 2,5 miljard jaar geleden - een piek die de 'Great Oxidation Event' wordt genoemd. De sprong werd lang volgehouden als bewijs voor wanneer cyanobacteriën de fotosynthese ontwikkelden. Maar een studie die vandaag (23 maart) in het tijdschrift Nature Geoscience is gepubliceerd voegt zich bij een groeiend aantal gegevens waaruit blijkt dat de vroegste zonaanbidders al lang voor deze zuurstofspike verschenen. [7 Theories on the Origin of Life]

Veel onderzoekers denken nu dat de eerste fotosynthetische organismen 3 miljard jaar geleden op aarde leefden. En net als kunstrestauratoren die een verborgen afbeelding vinden onder een schilderij van een oude meester, ontdekken deze wetenschappers een nieuwe afbeelding van de eerste ademtocht van de aarde.

Zware metalen

In de nieuwe studie analyseerden geochemicus Noah Planavsky en zijn collega's de niveaus van molybdeen en ijzer in 2,95 miljard jaar oude rotsen uit Zuid-Afrika. De rotsen lagen in water, in een ondiepe oceaanomgeving nabij de kust. De metalen dienen als markers van fotosynthese. Molybdeenisotopen, of elementen met hetzelfde aantal protonen maar een ander aantal neutronen, volgen mangaanoxidatie op, een proces dat hoge niveaus van zuurstof vereist, zei Planavsky.

De chemische sporen in de rotsen, van de Pongola Supergroup, wijzen erop dat cyanobacteriën zuurstof produceerden in oppervlaktewater van de oceaan, zei Planavsky. "Onze studie vertelt je dat er een gelokaliseerde productie van cyanobacteriën in de oceanen was," vertelde hij WordsSideKick.com's Our Amazing Planet.

In een andere recente studie, ook over de Pongola-rotsen in Zuid-Afrika, keken wetenschappers naar chroomisotopen om het zuurstofgehalte in de atmosfeer 3 miljard jaar geleden te schatten. De resultaten suggereren dat zuurstof in de atmosfeer ongeveer 100.000 keer hoger was dan zou kunnen worden verklaard door niet-biologische chemische reacties, volgens het onderzoek, gepubliceerd op 26 september 2013, in het tijdschrift Nature.

"De twee studies zijn vrij complementair," zei Planavsky. "We leveren onafhankelijk bewijs van de aanwezigheid van cyanobacteriën, we volgen oppervlaktewaterprocessen en ze volgen aardse processen."

Fossiele rimpels van de 2,9 miljard jaar oude Pongola Supergroup-rots in Zuid-Afrika. Deze rimpelmerken registreren de interferentie van microbiële leven met waterstromingen. Studies tonen aan dat dergelijke rimpelingen zich in de loop van een jaar in een door storm gedomineerde, gematigde klimaatzone vormen.

Fossiele rimpels van de 2,9 miljard jaar oude Pongola Supergroup-rots in Zuid-Afrika. Deze rimpelmerken registreren de interferentie van microbiële leven met waterstromingen. Studies tonen aan dat dergelijke rimpelingen zich in de loop van een jaar in een door storm gedomineerde, gematigde klimaatzone vormen.

Krediet: Nora Noffke

Echter, Woodward Fischer, een geobioloog bij Caltech in Pasadena, Californië, waarschuwt dat de sporenmetaaltechnieken verder moeten worden gevalideerd. Beide analytische methoden zijn slechts ongeveer een decennium oud en worden getest in extreem oude rotsen. "De kwaliteit van onze interpretaties die ervan zijn afgeleid blijft een beetje onzeker," zei Fischer, die niet betrokken was bij beide studies. "In alle eerlijkheid, we begrijpen het molybdeen en de chroomcyclus vandaag niet."

Wat was er eerst?

Naarmate er meer gevoelige technieken naar boven komen om diep in de tijd te kijken, is er een nieuw debat opgekomen: hebben microben de eerste ademhaling van onze planeet gepompt, of hebben veranderingen in de omgeving de planeet in zuurstofrijkheid geduwd?

Opduikend bewijs suggereert dat zuurstofgehaltes een achtbaanrit kostten in de 500 miljoen jaar dat de eerste cyanobacteriën fotosynthese ontwikkelden en de Great Oxidation Event. Dat is een lange tijd voor het leven - het is ongeveer hetzelfde als de tijd tussen de eerste trilobieten en mensen van de aarde.

Sommige onderzoekers denken dat de aarde zelf een rol speelde bij het stimuleren van zuurstofniveaus toen de continenten in omvang groeiden. Erosie van de aardkorst en veranderende aard van vulkanen - grotere continenten betekenen meer uitbarstingen op het land die gas in de atmosfeer uitstoten, in plaats van onderwaterstralen. Deze geologische verschuivingen zouden de atmosfeer van de aarde in overeenstemming met de cyanobacteriën in de richting van zuurstof hebben kunnen duwen.

"Wat echt opwindend is, is de relatieve rol van biologische evolutie versus geologische evolutie in de belangrijkste keerpunten in de geschiedenis van de aarde," zei Planavsky. "Dat is wat ons onderzoek stimuleert."

E-mail Becky Oskin of volg haar @beckyoskin. Volg ons @OAPlanet, Facebook en Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com is onze geweldige planeet.


Video Supplement: .




Onderzoek


Studies Benadrukken De Belangrijkste Bronnen Van Vervuiling
Studies Benadrukken De Belangrijkste Bronnen Van Vervuiling

Konden We Energie Halen Uit Aardbevingen?
Konden We Energie Halen Uit Aardbevingen?

Science Nieuws


Sweet-Tooth Nation: Us Can Not Kick Soda Habit
Sweet-Tooth Nation: Us Can Not Kick Soda Habit

Wat Is Het Verschil Tussen Donker En Wit Kalkoenvlees?
Wat Is Het Verschil Tussen Donker En Wit Kalkoenvlees?

Waarom 'Vaginale Seeding' Met Mom'S Microbes Mogelijk Riskant Is Voor Pasgeborenen
Waarom 'Vaginale Seeding' Met Mom'S Microbes Mogelijk Riskant Is Voor Pasgeborenen

The Skinny On Milk Nutrition: Koe, Geit, Rijst Of Soja?
The Skinny On Milk Nutrition: Koe, Geit, Rijst Of Soja?

Gigantic Cambrian Shrimplike Creature Opgegraven In Groenland
Gigantic Cambrian Shrimplike Creature Opgegraven In Groenland


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com