Skābekļa īpatsvars Zemes atmosfērā pēc pirmo fotosintētisko mikrobu parādīšanās palika ārkārtīgi zems sakarā ar to, ka seno kontinentu ieži aktīvi absorbēja tā molekulas, neļaujot tām uzkrāties okeānā un gaisā, teikts žurnālā Nature Geoscience publicētajā rakstā.
“Zemes atmosfēras piesātinājums ar skābekli varētu notikt jebkurā brīdī. Viss, kas tam bija vajadzīgs, bija “pareizais” kontinentu ķīmiskais sastāvs. Mēs atklājām, ka kontinentu ķīmija ir dramatiski mainījusies, tiklīdz planētas primārajā okeānā sāka uzkrāties skābeklis,”stāsta Matthijs Šmits no Britu Kolumbijas universitātes Vankūverā, Kanādā.
Kā šodien zinātnieki uzskata, Zeme tālā pagātnē neko līdzīgu šodien neatklāja - tās atmosfērā nebija skābekļa un bija daudz oglekļa dioksīda un metāna. Tās ūdeņus, kas pēc temperatūras un konsistences atgādina vārītas biezas zupas, apdzīvoja savādas ekstremofilu baktērijas, kuru pēdas zinātnieku bieži sastopamas senākajās Zemes iežos - savdabīgu mikrobu koloniju “segu” veidā.
Neviens precīzi nezina, kad dzima dzīvība - ir pretrunīgi pierādījumi, ka tā pastāvēja jau pirms 3,3-3,7 miljardiem gadu vai pat pirms 4 miljardiem gadu, faktiski tūlīt pēc Zemes un Mēness veidošanās pabeigšanas un viņu "bombardēšanas" beigām lieli asteroīdi un komētas, kas uz Zemes atnesa "dzīvības ķieģeļus".
Šī dzīve, Smits saka, ilga līdz brīdim, ko ģeologi sauc par "lielo skābekļa katastrofu". Apmēram pirms 2,4–2,32 miljardiem gadu strauji pieauga skābekļa koncentrācija atmosfērā, šodien palielinoties no 0,0001% līdz 21%. Tās parādīšanās iemesls šodien tiek uzskatīts par pirmajiem fotosintētiskajiem organismiem - zilaļģēm, kas notīrīja CO2 atmosfēru un piepildīja to ar skābekli.
No otras puses, kā atzīmē zinātnieki, joprojām nav skaidrs, kas tieši ierobežoja skābekļa koncentrācijas palielināšanos ūdenī un Zemes atmosfērā simtos miljonu gadu laikā, kad zilaļģes jau bija planētas primārajā okeānā.
Daži zinātnieki norāda, ka "papildu" skābekli absorbēja Zemes primārie kontinentālie ieži, kas izveidojās laikā, kad atmosfērā praktiski nebija skābekļa, savukārt citi uzskata, ka skābekļa "absorbētāja" lomu uzņēmās dzīvu organismu atliekas, kas uzkrājās apakšā Zemes okeāni ir simtiem miljonu gadu veci.
Smits un viņa kolēģis Klauss Megers no Bernes universitātes (Šveice) atrada jaunus pierādījumus par labu pirmajai hipotēzei, analizējot desmitiem tūkstošu garozas paraugu ķīmisko sastāvu, kas izveidojās ilgi pirms "skābekļa katastrofas" sākuma un laikā, kad skābekļa īpatsvars atmosfērā auga visstraujāk.
Reklāmas video:
Šai analīzei zinātnieki izmantoja ģeniālu paņēmienu - viņi izmērīja hroma un urāna proporcijas šajos iežos, kas atšķirīgi reaģē uz iežu iznīcināšanas procesu ar skābekli un ūdeni. Attiecīgi, jo lielākas šīs atšķirības, jo ilgāk un spēcīgāk elementi iedarbojās uz šīm klintīm, kas ļauj saprast, kādu lomu Zemes kontinenti spēlēja tās skābekļa rezervju veidošanā.
Kā parādīja šie mērījumi, hroma un skābekļa proporcijas kontinentālajos iežos sāka mainīties apmēram pirms trim miljardiem gadu, kas sakrīt ar pirmo fotosintētisko organismu parādīšanos. Aptuveni 300 miljonus gadu pirms "skābekļa katastrofas" strauji mainās to proporcija, kas norāda uz tikpat straujām pārmaiņām no viena veida akmeņiem uz citiem, kas gandrīz neuzsūc skābekli. Tas, pēc zinātnieku domām, bija iemesls "skābekļa katastrofas" sākumam, kas dramatiski mainīja Zemes un tās pirmo iedzīvotāju izskatu un padarīja to piemērotu cilvēku un citu mūsdienu dzīvo būtņu pastāvēšanai.