Ændringer i jordskorpen fik ilt til at fylde atmosfæren

Forskere har længe undret sig over, hvordan Jordens atmosfære blev fyldt med ilt. UBC -geolog Matthijs Smit og forskningspartner Klaus Mezger har muligvis fundet svaret i kontinentale klipper, der er milliarder af år gamle.

"Oxygenering ventede på at ske, "sagde Smit." Det eneste, der måtte have været brug for, var, at kontinenterne modnes. "

Jordens tidlige atmosfære og oceaner var fri for frit ilt, selvom små cyanobakterier producerede gassen som et biprodukt af fotosyntese. Fri ilt er ilt, der ikke kombineres med andre elementer, såsom kulstof eller nitrogen, og aerobe organismer har brug for det for at leve. En ændring skete for omkring tre milliarder år siden, da små områder indeholdende frit ilt begyndte at dukke op i havene. Derefter, for omkring 2,4 milliarder år siden, ilt i atmosfæren pludselig steg med omkring 10, 000 gange på bare 200 millioner år. Denne periode, kendt som den store oxidationsbegivenhed, ændrede kemiske reaktioner på Jordens overflade fuldstændigt.

Smit, en professor i UBC's afdeling for jord, hav- og atmosfæriske videnskaber, og kollega, professor Klaus Mezger fra University of Bern, var klar over, at sammensætningen af ​​kontinenter også ændrede sig i denne periode. De satte sig for at finde et link, ser nøje på optegnelser, der beskriver geokemien for skifer og vulkanske klippetyper fra hele verden - mere end 48, 000 sten, der stammer fra milliarder af år tilbage.

"Det viste sig, at der skete en svimlende ændring i kontinenternes sammensætning, samtidig med at fri ilt begyndte at ophobe sig i havene, "Sagde Smit.

Inden iltning, kontinenter var sammensat af sten, der er rige på magnesium og lavt på siliciumdioxid - svarende til det, der findes i dag på steder som Island og Færøerne. Men endnu vigtigere, disse sten indeholdt et mineral kaldet olivin. Når olivin kommer i kontakt med vand, det starter kemiske reaktioner, der forbruger ilt og låser det inde. Det er sandsynligvis, hvad der skete med iltet produceret af cyanobakterier tidligt i Jordens historie.

Imidlertid, da den kontinentale skorpe udviklede sig til en sammensætning mere som nutidens, olivin næsten forsvandt. Uden at mineralet reagerer med vand og forbruger ilt, gassen fik endelig lov at ophobe sig. Havene blev til sidst mættede, og ilt krydsede ind i atmosfæren.

"Det ser virkelig ud til at have været udgangspunktet for livsdiversificering, som vi kender det, "Sagde Smit." Efter den ændring, Jorden blev meget mere beboelig og egnet til udviklingen af ​​komplekst liv, men det havde brug for en udløsermekanisme, og det er det, vi måske har fundet. "

Hvad angik, hvad der fik kontinenternes sammensætning til at ændre sig, det er emnet for igangværende undersøgelse. Smit bemærker, at moderne pladetektonik begyndte på omtrent samme tid, og mange forskere teoretiserer, at der er en forbindelse.

Undersøgelsen er offentliggjort i Naturgeovidenskab .