Lavt niveau af ilt i Jordens middelalder forsinkede udviklingen i to milliarder år

Et lavt niveau af atmosfærisk ilt i Jordens middelalder holdt evolutionen tilbage i 2 milliarder år, rejser nye spørgsmål om livets oprindelse på denne planet.

Ny forskning fra University of Exeter forklarer, hvordan ilt blev fanget ved så lave niveauer.

Professor Tim Lenton og Dr. Stuart Daines fra University of Exeter Geography Department, skabte en computermodel for at forklare, hvordan ilt stabiliserede sig ved lave niveauer og undlod at stige yderligere, på trods af at ilt allerede produceres ved tidlig fotosyntese. Deres forskning hjælper med at forklare, hvorfor den 'store oxidationsbegivenhed', som introducerede ilt i atmosfæren for omkring 2,4 milliarder år siden, genererede ikke moderne niveauer af ilt.

I deres papir, udgivet i Naturkommunikation , Atmosfærisk iltregulering ved lave proterozoiske niveauer ved ufuldstændig oxidativ forvitring af sedimentært organisk kulstof, University of Exeter-forskere forklarer, hvordan organisk materiale - de døde kroppe af simple livsformer - akkumulerede i jordens sedimentære bjergarter. Efter den store oxidation, og når pladetektonikken skubbede disse sedimenter til overfladen, de reagerede med ilt i atmosfæren for første gang.

Jo mere ilt i atmosfæren, jo hurtigere det reagerede med dette organiske materiale, skabe en reguleringsmekanisme, hvorved ilten blev forbrugt af sedimenterne med samme hastighed, som den blev produceret.

Denne mekanisme brød sammen med fremkomsten af ​​landplanter og en deraf følgende fordobling af den globale fotosyntese. Den stigende koncentration af ilt i atmosfæren overvældede til sidst kontrollen med ilt og betød, at den endelig kunne stige til de niveauer, vi er vant til i dag.

Dette hjalp dyr med at kolonisere landet, fører til sidst til menneskehedens udvikling.

Modellen antyder, at atmosfærisk ilt sandsynligvis var på omkring 10% af nutidens niveauer i løbet af de to milliarder år efter den store oxidationsbegivenhed, og ikke lavere end 1 % af de iltniveauer, vi kender i dag.

Professor Lenton sagde:"Denne gang i Jordens historie var lidt af en catch-22 situation. Det var ikke muligt at udvikle komplekse livsformer, fordi der ikke var nok ilt i atmosfæren, og der var ikke nok ilt, fordi komplekse planter ikke havde udviklet sig - Det var først, da landplanter opstod, så vi en mere markant stigning i atmosfærisk ilt.

"Livets historie på Jorden er tæt sammenflettet med de fysiske og kemiske mekanismer på vores planet. Det er klart, at livet har haft en dybtgående rolle i at skabe den verden, vi er vant til, og planeten har på samme måde påvirket livets bane. Jeg tror, ​​det er vigtigt, at folk anerkender miraklet i deres egen eksistens og erkender, hvilken fantastisk planet dette er."

Livet på jorden menes at være begyndt med de første bakterier, der udviklede sig for 3,8 milliarder år siden. For omkring 2,7 milliarder år siden udviklede den første iltproducerende fotosyntese sig i havene. Men det var først for 600 millioner år siden, at de første flercellede dyr som svampe og vandmænd dukkede op i havet. For 470 millioner år siden voksede de første planter på land, og de første landdyr som tusindben dukkede op for omkring 428 millioner år siden. Pattedyr steg først til økologisk fremtræden, efter at dinosaurerne uddøde for 65 millioner år siden. Mennesker opstod første gang på jorden 200, 000 år siden.