חוקרים תהו מזמן מדוע פרח חמצן באטמוספירה של כדור הארץ החל מ -2.4 מיליארד שנה.
המעבר "כינה" אירוע החמצון הגדול "," המעבר "שינה באופן בלתי הפיך סביבות שטח על פני כדור הארץ ובסופו של דבר איפשרו חיים מתקדמים", אמר דומיניק פפיניו מהמעבדה הגאופיזית של מכון קרנגי.
כעת, פפינאו חיבר יחד מחקר חדש בכתב העת טבע, החושף רמזים חדשים לתעלומה בסלעי משקע עתיקים.
צוות המחקר, בראשותו של קורט קונהאוזר מאוניברסיטת אלברטה באדמונטון, ניתח את הרכב מרכיבי העקבות של סלעים משקעים המכונים תצורות ברזל מגולגלות, או BIF, מעשרות יישובים שונים ברחבי העולם, ונעים בין גיל 3,800 ל- 550 מיליון שנה. תצורות ברזל מפותלות הן משקעים ייחודיים המונחים על ידי מים, הנמצאים לעתים קרובות בשכבות סלע עתיקות ביותר שנוצרו לפני האטמוספרה או האוקיאנוסים הכילו חמצן בשפע. כפי שמשתמע משמם, הם עשויים מלהקות מתחלפות של ברזל ומינרלים סיליקט.
הם מכילים גם כמויות קלות של ניקל ויסודות קורט אחרים. וההיסטוריה של הניקל, כך חושבים החוקרים, עשויה לחשוף סוד למקור החיים המודרניים.
ניקל קיים באוקיינוסים של ימינו בכמויות עקבות, אך היה עד פי 400 בשפע באוקיינוסים הקדמוניים של כדור הארץ. מיקרואורגניזמים המייצרים מתאן, המכונים מתנוגנים, משגשגים בסביבות כאלה, והמתאן ששחררו לאטמוספרה עשוי היה למנוע את הצטברות גז החמצן, שהיה מגיב עם המתאן לייצור פחמן דו חמצני ומים.
ירידה בריכוז הניקל הייתה גורמת ל"רעב ניקל "עבור המתנוגנים, הנשענים על אנזימים מבוססי ניקל לתהליכים מטבוליים מרכזיים. אצות ואורגניזמים אחרים שמשחררים חמצן במהלך פוטוסינתזה משתמשים באנזימים שונים וכך היה פחות מושפע מרעב הניקל. כתוצאה מכך, מתאן אטמוספרי היה יורד והתנאים לעליית החמצן היו מוגדרים במקום.
החוקרים גילו שרמות הניקל ב- BIF החלו לרדת לפני כ -2.7 מיליארד שנה ולפני 2.5 מיליארד שנה היה כמחצית מערכו הקודם.
"התזמון מתאים מאוד. ירידת הניקל הייתה יכולה להציב את הבמה לאירוע החמצון הגדול, "אמר פפיניו. "ומה שידוע לנו על מתנוגנים חיים, רמות נמוכות יותר של ניקל היו מקטינות קשות את ייצור המתאן."
באשר לשאלה מדוע ניקל נפל מלכתחילה, החוקרים מצביעים על גאולוגיה. במהלך שלבים קדומים יותר של תולדות כדור הארץ, בעוד שמעטפתו הייתה חמה במיוחד, לבה מהתפרצויות געשיות הייתה גבוהה יחסית בניקל. השחיקה הייתה שוטפת את הניקל לים, שומרת על רמות גבוהות. אך כאשר התקרר המעטפת, וכימיה של לבה השתנה, הרי הגעש הוציאו פחות ניקל ופחות היו מוצאים את דרכם לים.
"חיבור הניקל לא היה משהו שמישהו שקל לפני כן", אמר פפיניו. "זה רק גורם קורט במי הים, אבל המחקר שלנו מצביע על כך שזה אולי השפיע רבות על סביבתו של כדור הארץ ועל תולדות החיים."
מקור: מכון קרנגי למדע, דרך יורקאלרט.
