Verdens ældste kendte oxygen-oase opdaget

I Jordens tidlige historie, for flere milliarder år siden, kun spor af ilt fandtes i atmosfæren og havene. Nutidens luftåndende organismer kunne ikke have eksisteret under disse forhold. Ændringen var forårsaget af fotosyntesebakterier, som skabte ilt som et biprodukt - i enorme mængder. 2,5 milliarder år gamle klippelag på flere kontinenter har givet indikationer på, at den første store stigning i andelen af ​​ilt i atmosfæren fandt sted dengang.

Nu, arbejde med internationale kolleger, Dr. Benjamin Eickmann og professor Ronny Schönberg, isotopgeokemikere fra universitetet i Tübingen har opdaget lag i Sydafrikas Pongola-bassin, som vidner om iltproduktion fra bakterier så tidligt som for 2,97 milliarder år siden. Det gør bassinet til det tidligste kendte hjemsted for iltproducerende organismer - kendt som en iltoase. Undersøgelsen er senest offentliggjort Natur Geovidenskab .

Forholdene på Jorden for omkring tre milliarder år siden var mildest talt ugæstfrie. Atmosfæren indeholdt kun en hundrede tusindedel af den ilt, den har i dag. Urhavene indeholdt næsten ikke sulfat; men de indeholdt store mængder jernholdigt jern. Da bakterier begyndte at producere ilt, det kunne i første omgang binde sig til andre elementer, men begyndte at berige atmosfæren i en massiv iltudledning for omkring 2,5 milliarder år siden.

"Det kan vi se ved forsvinden af ​​reducerede mineraler i sedimenterne på kontinenterne. Visse svovlsignaturer, som kun kan dannes i en atmosfære med lavt iltindhold, er ikke længere at finde. " siger Benjamin Eickmann, undersøgelsens hovedforfatter. Denne begivenhed, som kan beskrives som global miljøforurening, gik over i Jordens historie som den store iltningsbegivenhed. Det var en katastrofe for de tidlige bakterietyper, som havde udviklet sig under iltfattige forhold; ilten forgiftede dem. "Imidlertid, efter den første store stigning, atmosfæren indeholdt kun 0,2 procent ilt; i dag er det omkring 21 procent, " forklarer Eickmann. Udsat for en atmosfære, der indeholdt stigende mængder ilt, kontinenterne var udsat for øget erosion. Det førte til, at flere sporstoffer kom ind i havene. Den forbedrede tilførsel af næringsstoffer førte til gengæld til flere livsformer i havene.

Svovlsignaturer som et arkiv over jordens historie

I deres nuværende undersøgelse undersøgte forskerne de 2,97 milliarder år gamle sedimenter aflejret i Pongola-bassinet i det nuværende Sydafrika. Fra proportionerne af svovlisotoper (især af ³⁴ S/ ³² S-forhold), i sedimenterne, forskerne er i stand til at konkludere, at bakterierne brugte sulfatet i urhavet som energikilde, reducere det kemisk.

"Sulfat er en form for oxideret svovl. En højere koncentration af sulfat i vandet indikerer, at tilstrækkelig fri ilt må have været til stede i det lavvandede hav i Pongola-bassinet, " siger Ronny Schönberg. Denne frie ilt må være produceret af andre, fotosyntetiserende bakterier. På samme tid, en anden svovlisotopsignatur (den ³³ S/ ³² S-forhold) i disse sedimenter indikerer en fortsat reduceret, meget iltfattig atmosfære.

"Det gør Pongola-bassinet til den ældste iltoase, der er kendt til dato. Ilten var ved at opbygge sig i vandet længe før den store iltningsbegivenhed, Schönberg forklarer. Flere hundrede millioner år senere, de støt stigende niveauer af ilt førte til oxidation af atmosfæren, og det er det, der gjorde livet på Jorden – i al dens variation, som vi kender det i dag – endda muligt.