Μετά από πρόσφατες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν από Αμερικανούς επιστήμονες, αποκαλύπτεται η ακριβής χρονολογία εμφάνισης του οξυγόνου στη γη, η οποία τοποθετείται 50-100 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα απ’ ότι πιστεύονταν έως σήμερα

Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες οι δυο αυτές μελέτες αποκαλύπτουν τα μικρά ποσοστά οξυγόνου στους ωκεανούς και πιθανότατα στην ατμόσφαιρα πριν από περίπου 2,5 δις χρόνια, προτείνοντας ότι τα μικρόβια που παρήγαγαν οξυγόνο, όπως τα κυανοβακτήρια, προϋπήρχαν.

Κάποιοι επιστήμονες πίστευαν ότι η εξέλιξη αυτών των οργανισμών προκάλεσε την δραματική αύξηση των ποσοστών του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της γης πριν από περίπου 2,4 δις χρόνια. (Μεγάλο Συμβάν της Οξείδωσης).

Γιατί όμως χρειάστηκαν πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια από τις πρώτες εκπομπές οξυγόνου έως το Μεγάλο Συμβάν της Οξείδωσης;

Η απάντηση βρίσκεται στην πολυπλοκότητα της φύσης. Οι ερευνητές προτείνουν ότι μια πολύπλοκη σχέση αλληλεξαρτήσεων ανάμεσα στις βιολογικές και γεωλογικές διαδικασίες μπορεί να δώσει εξήγηση στο φαινόμενο.

«Όπως αντιλαμβανόμαστε πρόκειται για μια παράλληλη εξέλιξη αλληλεπίδρασης,» σχολιάζει ο Ariel Anbar, βιοχημικός από το πανεπιστήμιο της Αριζόνας και υπεύθυνος μιας εκ των μελετών.

Ο Carl Pilcher, υπεύθυνος του Ινστιτούτου Αστροβιολογίας της Nasa, σχολιάζοντας τις έρευνες προτείνει μια περισσότερο πολύπλοκη σύνδεση ανάμεσα στην ζωή και στον ίδιο τον πλανήτη.

«Μελετώντας την δυναμική του συστήματος που προκάλεσε την εμφάνιση του οξυγόνου στη ατμόσφαιρα της γης ταυτόχρονα εμβαθύνουμε στους πολύπλοκους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης μεταξύ των βιολογικών και γεωχημικών διαδικασιών που έλαβαν χώρα,» λέει ο Pilcher.

Τα αποτελέσματα των μελετών, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Science, αποδεικνύουν ότι ο πλανήτης μας και η ζωή πάνω σε αυτόν εξελίχθηκαν ταυτόχρονα.

Η ιστορική εξέλιξη της ζωής στη γη είναι στενά συνδεδεμένη με την ανάγκη για οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Παρόλα αυτά, έως σήμερα, λίγα ήταν γνωστά για τις περιβαλλοντικές αλλαγές πριν από το «Μεγάλο Συμβάν της Οξείδωσης».

Για την επίτευξη αυτού του σκοπού οι ερευνητικές ομάδες μελέτησαν τον πυρήνα ενός πετρώματος που βρίσκεται στη Δυτική Αυστραλία. Εξέτασαν τις χημικές ουσίες των οποίων η παρουσία συνδέεται με το οξυγόνο, συμπεριλαμβανομένων θειούχων ενώσεων και μετάλλων όπως ο μόλυβδος και το ρένιο.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι υπήρχε ένα μικρό αλλά σημαντικό ποσοστό οξυγόνου στους ωκεανούς και πιθανότατα στην ατμόσφαιρα της γης πριν από το τέλος του Αρχαϊκού αιώνα (πριν από 3,9 – 2,5 δις χρόνια), όταν ξεκίνησε η εξέλιξη και διαφοροποίηση της μικροβιακής ζωής στον πλανήτη.

«Μαζί αυτές οι μελέτες μας εφοδιάζουν με ακράδαντες αποδείξεις για τη μεγάλη στροφή στον εμπλουτισμό των ωκεανών με οξυγόνο έως και 50 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα απ' ότι πιστεύονταν έως σήμερα,» αναφέρει ο Alan Jay Kaufman, γεωχημικός από το πανεπιστήμιο του Maryland και βασικός συντάκτης της δεύτερης έρευνας.

«Πιστεύουμε ότι τα ευρήματα αυτά αποτελούν ένα σημαντικό βήμα για την κατανόηση του φαινομένου της εμφάνισης του οξυγόνου πάνω στη Γη επειδή ακριβώς συνδέουν τις αλλαγές στο περιβάλλον με αυτές στη βιόσφαιρα.»

Η ελάχιστη όμως ποσότητα του οξυγόνου που ανακαλύφθηκε δεν εμφανίστηκε από το πουθενά.

«Τα δεδομένα αποκαλύπτουν ότι το οξυγόνο υπήρξε στο περιβάλλον πριν ακόμα από το Μεγάλο Συμβάν της Οξείδωσης και αφήνουν να εννοηθεί ότι το φαινόμενο της φωτοσύνθεσης είχε ήδη κάνει την εμφάνιση του,» σχολιάζει ο Anbar.

’λλα φαινόμενα, ωστόσο, θα μπορούσαν κάλλιστα να εξηγήσουν τα αποτελέσματα των ερευνών, αναφέρει ο Andrey Bekker από το Carnegie Institution της Ουάσιγκτον.

Ο Bekker, ο οποίος δεν συμμετείχε σε καμία από τις έρευνες, δηλώνει ότι οι φωτοχημικές διαδικασίες, κατά τις οποίες οι χημικές αντιδράσεις καθοδηγούνται από διαφορετικά μήκη κύματος ακτινοβολίας, θα μπορούσαν να οδηγήσουν για παράδειγμα σε σχετικές αλλαγές των επιπέδων του θείου.

Εάν αποδειχθεί ότι η βιολογική ερμηνεία του φαινομένου είναι σωστή, κάποιες διαδικασίες θα πρέπει να έχουν συγκρατήσει το οξυγόνο που παράχθηκε έως το Μεγάλο Συμβάν της Οξείδωσης.

«Για πιο λόγο όμως δεν αυξήθηκε το ποσοστό του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα όταν άρχισαν να λαμβάνουν χώρα οι μεταβολικές διαδικασίες;» αναρωτιέται ο Anbar.

Ο Anbar προτείνει ότι κάποιες μη – βιολογικές διαδικασίες σχετίζονται με την όλη διαδικασία. «Υπάρχουν γεωλογικές διαδικασίες οι οποίες απορροφούν το οξυγόνο, έτσι ακόμα και εάν, μέσω βιολογικών διαδικασιών, οξυγόνο εισρέει στην ατμόσφαιρα αυτό δε σημαίνει αναγκαία ότι θα πρέπει να αυξηθεί η ποσότητα του στην ατμόσφαιρα άμεσα,» λέει ο Anbar.

Κάποια αέρια που εκπέμπονται από διάφορες ηφαιστιογενείς δραστηριότητες μπορούν να απορροφήσουν οξυγόνο και καθώς μεταβάλλεται η ηφαιστιογενής αυτή δραστηριότητα με το χρόνο με παρόμοιο τρόπο μεταβάλλονται και οι ποσότητες του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.