Undersøgelse viser planetens atmosfæriske ilt steg gennem gletsjere

En forsker fra University of Wyoming bidrog til et papir, der fastslog, at en "Snowball Earth"-begivenhed faktisk fandt sted 100 millioner år tidligere end tidligere forventet, og en stigning i planetens oxidation var resultatet af en række forskellige kontinenter – inklusive det, der nu er Wyoming – der engang var forbundet.

"Isotopisk datering af den store magmatiske provins Ongeluk, Sydafrika, afslørede, at den første paleoproterozoiske globale istid og den første betydelige ændring i atmosfærisk iltning sandsynligvis fandt sted mellem 2. 460 og 2, 426 millioner år siden, 100 millioner år tidligere end tidligere skøn, " siger Kevin Chamberlain, en UW forskningsprofessor ved Institut for Geologi og Geofysik. "Og stigningen i atmosfærisk ilt var ikke monoton, men i stedet, var karakteriseret ved betydelige svingninger før irreversibel iltning af atmosfæren 2, 250 millioner år siden."

Chamberlain er anden forfatter til et papir, med titlen "Timing og tempo for den store oxidationsbegivenhed, ", som vises i 6. februar (dagens) udgave af Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ). Tidsskriftet er en af ​​verdens mest prestigefyldte multidisciplinære videnskabelige serier, med dækning, der spænder over det biologiske, fysisk og samfundsfag.

Ashley Gumsley, en ph.d.-studerende ved Lunds Universitet i Lund, Sverige, er avisens hovedforfatter. Andre bidragydere var fra Geological Survey of Canada i Ottawa; svensk naturhistorisk museum; University of Johannesburg, Sydafrika; og University of California-Riverside.

Forskningen vedrører en periode i Jordens historie for omkring 2,45 milliarder år siden, da klimaet svingede så ekstremt, at polariskapperne strakte sig til ækvator og Jorden var en snebold, og atmosfæren var stort set isoleret fra hydrosfæren, siger Chamberlain. Genopretning fra denne sneboldjord førte til den første og største, hurtig stigning i iltindholdet i atmosfæren, kendt som Great Oxygenation Event (GOE), sætter scenen for dominansen af ​​det aerobe liv, han siger.

En senere, og bedre kendt, Snowball Earth-perioden fandt sted for omkring 700 millioner år siden, og førte til flercellet liv i den kambriske periode, Siger Chamberlain. Begivenhederne viser, at der ikke var én begivenhed, men en oscillation af ilt over tid, der førte til Jordens forhold i dag.

"Så, begge Snowball Earth-perioder havde ekstrem indflydelse på udviklingen af ​​liv, " siger han. "Det hjælper os med at forstå udviklingen af ​​Jorden og Jordens atmosfære, og livets udvikling, for den sags skyld."

Chamberlains bidrag fokuserer på magmatiske bjergarter udsat i Sydafrika, der registrerer eksistensen af ​​ækvatorialgletsjere og indeholder kemiske indikatorer for stigningen i atmosfærisk ilt. Chamberlains in situ metode til at bestemme bjergarternes alder kræver ikke at fjerne baddeleyitkrystaller fra klippen. Denne proces giver mulighed for analyse af nøgleprøver med mindre krystaller end tidligere tilladt. Ved hjælp af et massespektrometer, bjergarternes alder bestemmes ved at måle opbygningen af ​​bly fra det radioaktive henfald af uran, han siger.

"Den grundlæggende historie var blevet udarbejdet tidligere af andre, men vores resultater har forbedret timingen og varigheden af ​​'begivenheden, ' hvilket faktisk er mere en overgang, " forklarer Chamberlain. "Med al diskussionen om klimaændringer i dag, at forstå, hvordan Jorden reagerede, og virkningerne på atmosfæren i fortiden, kan hjælpe os med at forudsige fremtiden."

Chamberlain peger på en Wyoming-forbindelse i denne forskning. Fra palæomagnetiske data, mange af kontinenterne, på det tidspunkt, inklusive kælderklipperne i Wyoming, var alle forbundet til en enkelt, stort kontinent og beliggende nær ækvator. Andre tilsluttede kontinenter omfattede dele af det, der nu er Canada og Sydafrika. Denne situation er en del af udløseren for "Snowball Earth"-forholdene.

"Der er glaciale aflejringer blotlagt i Medicine Bow Mountains og Sierra Madre, som er fra den samme begivenhed, " han siger.

Disse sten, kendt som diamictitter, har store dråbesten, der trykker meget finkornet muddersten ned. De store sten faldt ned fra undersiden af ​​gletscheren, da de spredte sig og smeltede over lavvandet hav, ligner sedimenter under Ross-havisen på Antarktis i dag.

"Det faktum, at disse sedimenter var ved ækvator for 2,45 milliarder år siden, stammer fra de paleomagnetiske data fra tilhørende vulkanske sten, " siger Chamberlain. "Jeg synes, det er interessant, at en del af historien er kun 40 miles væk i Snowies."