Undersøgelser, der kaster nyt lys over Jordens globale kulstofkredsløb, kan hjælpe med at vurdere andre planeters levedygtighed

Forskning har afsløret vigtig ny indsigt i udviklingen af ​​ilt, kulstof og andre vitale elementer gennem hele Jordens historie – og det kan hjælpe med at vurdere, hvilke andre planeter der kan udvikle liv, lige fra planter til dyr og mennesker.

Undersøgelsen, offentliggjort i dag i Nature Geoscience og ledet af en forsker ved University of Bristol, afslører for første gang, hvordan opbygningen af ​​kulstofrige klipper har fremskyndet iltproduktionen og dens frigivelse til atmosfæren. Indtil nu har den nøjagtige natur af, hvordan atmosfæren blev iltrig, længe unddraget videnskabsmænd og genereret modstridende forklaringer.

Da kuldioxid støt udsendes af vulkaner, ender det med at komme ind i havet og danne klipper som kalksten. Efterhånden som globale lagre af disse klipper opbygges, kan de frigive deres kulstof under tektoniske processer, herunder bjergbygning og metamorfose.

Ved at bruge denne viden byggede forskerne en unik sofistikeret computermodel til mere præcist at kortlægge nøgleændringer i kulstof-, næringsstof- og iltkredsløbet dybt ind i Jordens historie, over 4 milliarder år af planetens levetid.

Hovedforfatter og biogeokemiker Dr. Lewis Alcott, lektor i geovidenskab ved University of Bristol, sagde:"Dette gennembrud er vigtigt og spændende, fordi det kan hjælpe os med at forstå, hvordan planeter, bortset fra Jorden, har potentialet til at understøtte intelligente, ilt- puster liv.

"Tidligere havde vi ikke en klar idé om, hvorfor ilt steg fra meget lave koncentrationer til nutidige koncentrationer, da computermodeller ikke tidligere har været i stand til nøjagtigt at simulere alle mulige feedbacks sammen. Dette har undret videnskabsmænd i årtier og skabt forskellige teorier."

Opdagelsen indikerer, at ældre planeter, der stammer fra milliarder af år siden ligesom Jorden, kan have bedre udsigter til at akkumulere nok kulstofrige aflejringer i deres skorpe, hvilket kan lette hurtig genanvendelse af kulstof og næringsstoffer for livet.

Resultaterne viste, at denne gradvise kulstofberigelse af skorpen resulterer i stadigt stigende genanvendelseshastigheder af kulstof og forskellige mineraler, inklusive de næringsstoffer, der er nødvendige for fotosyntese, processen grønne planter bruger sollys til at absorbere næringsstoffer fra kuldioxid og vand. Denne cyklus fremskynder derfor iltproduktionen støt i løbet af Jordens historie.

Forskningen, der startede, mens Dr. Alcott var Hutchinson Postdoc ved Yale University i USA, baner vejen for fremtidigt arbejde for yderligere at optrevle de komplekse indbyrdes sammenhænge mellem planetarisk temperatur, ilt og næringsstoffer.

Medforfatter Prof. Benjamin Mills, professor i Earth System Evolution ved University of Leeds, sagde:"Vi har masser af information om fjerne stjerner og størrelsen af ​​planeterne, der kredser om dem. Snart kan dette bruges til at lave en forudsigelse af planetens potentielle kemi og nye fremskridt inden for teleskopteknologi bør fortælle os, om vi har ret."

Flere oplysninger: Opbygning af skorpekarbonat som en drivkraft for Jordens iltning, Natur Geoscience (2024). dx.doi.org/10.1038/s41561-024-01417-1

Journaloplysninger: Natur Geoscience

Leveret af University of Bristol