Bulele de aer antice ar putea revizui istoria oxigenului Pământului

Mirosuri de aer străvechi prinse în sare gemă de sute de milioane de ani zdruncină istoria oxigenului și a vieții de pe Pământ.

Prin zdrobirea cu grijă a sării de gemă, cercetătorii au măsurat componența chimică a pungilor de aer încorporate în interiorul stâncii. Această nouă tehnică dezvăluie că oxigenul a alcătuit 10,9% din atmosfera Pământului în urmă cu aproximativ 815 milioane de ani. Oamenii de știință au crezut că nivelul de oxigen nu va fi atât de mare decât după 100-200 de milioane de ani. Măsurătorile plasează niveluri ridicate de oxigen cu mult înainte de apariția animalelor în înregistrările fosile cu aproximativ 650 de milioane de ani în urmă, raportează cercetătorii în numărul din august. Geologie.

„Cred că rezultatele noastre vor lua oamenii prin surprindere”, spune coautorul studiului Nigel Blamey, geochimist la Universitatea Brock din St. Catharines, Canada. „Am ieșit din terenul stâng și cred că unii oameni o vor accepta, iar alții vor fi foarte sceptici. Dar datele sunt ceea ce sunt datele.”

Oamenii de știință au măsurat anterior aprovizionarea cu oxigen a Pământului antic, căutând amprentele reacțiilor chimice care necesită oxigen pentru a avea loc (SN: 29/11/14, str. 14). O astfel de muncă a sugerat că nivelul de oxigen a crescut brusc cu aproximativ 600 de milioane de ani în urmă, în timpul erei neoproterozoice.

Lucrările anterioare au măsurat nivelurile de oxigen doar indirect, ducând la incertitudine și nepotriviri între diferite studii despre creșterea oxigenului din Neoproterozoic. Blamey și colegii s-au dus în schimb la sursă: aerul efectiv rămas din perioada de timp.

În urmă cu aproximativ 815 milioane de ani, în ceea ce este acum sud-vestul Australiei, sarea gemă s-a format pe suprafețele iazurilor în curs de evaporare. Pe măsură ce sarea creștea, s-au format pungi de aer microscopice. Sute de milioane de ani mai târziu, acel aer rămâne sechestrat în stâncă.

Cercetătorii au zdrobit bucăți de sare de mărimea unui chibrit în vid, fiecare bucată eliberând cinci până la 12 pufuri de gaz. Nivelurile de oxigen din aerul nou eliberat au fost, în medie, de peste cinci ori concentrația de 2% estimată de studiile anterioare, au descoperit cercetătorii. Echipa a verificat tehnica prin măsurarea oxigenului în săruri geme mai tinere, inclusiv probe moderne.

Dacă descoperirile sunt corecte, o astfel de apariție timpurie a oxigenului abundent în atmosfera Pământului adaugă o întorsătură într-o dezbatere despre dacă oxigenul limitat a blocat evoluția animalelor (SN: 14.11.15, str. 18), spune Nicholas Butterfield, paleontolog la Universitatea din Cambridge. Chiar și cu mult oxigen, animalelor le-a luat încă mult timp să evolueze după apariția primei vieți complexe, susține el. „Apariția evolutivă întârziată a animalelor nu a avut nimic de-a face cu limitarea nivelurilor de oxigen atmosferic.”

Cu toate acestea, este posibil ca aerul din exterior să fi afectat noile rezultate, spune geochimistul de la Universitatea Yale, Noah Planavsky. De-a lungul a sute de milioane de ani, este posibil ca gazele să fi trecut prin sare și să fi crescut nivelul de oxigen din pungile de aer.

Posibilitatea unei contaminări exterioare pare deosebit de probabilă având în vedere nivelurile surprinzător de ridicate de oxigen înregistrate, spune Timothy Lyons, geochimist la Universitatea din California, Riverside. O concentrație de 10,9% „este foarte mare”, spune el. „Nu există nimic despre schimbările pe care le vezi în viață sau în climă care să solicite un salt atât de mare de oxigen. Asta ar putea fi o îngrijorare. Am avut atât de mult oxigen în ultima jumătate de miliard de ani și acesta este un număr ca acesta.”