Oxygen i gamle sten afslører nye detaljer om sin egen tidlige historie på Jorden

På trods af at den vidner om sin egen stigning i Jordens atmosfære for omkring 2,5 til 2,3 milliarder år siden, oxygen har haft relativt lidt at sige om sin egen tidlige historie indtil nu. En nylig EU-finansieret undersøgelse giver et nyt perspektiv på en af ​​Jordhistoriens mest betydningsfulde historier-stigningen af ​​ilt.

Mens den nylige historie om Jordens atmosfære kan tilgås ved direkte måling af atmosfæriske gasser fanget i iskerner, det kan være overraskende at vide, at en tilsvarende trofast tidskapsel med atmosfærisk ilt endnu ikke er kendt i størstedelen af ​​Jordens historie. Stigningen af ​​atmosfærisk ilt er en af ​​Jordhistoriens største historier, men denne historie bliver typisk fortalt gennem brugte beviser, såsom fra proxyer for svovlstabile isotopbeviser fra gamle klipper. Stabile isotoper af svovl er særligt nyttige til at forstå den tid, hvor ilt først ophobede sig i Jordens atmosfære, fordi de viser en karakteristisk reaktion på stigningen i ilt over 0,001% af nutidens atmosfæriske niveau. Imidlertid, Optegnelsen over, hvordan svovlisotopregistreringen i sten reagerer på de første stigninger i atmosfærisk ilt, har ikke en helt ligetil fortolkning. Konkurrence mellem globalt og lokalt, og original versus sekundær, processer påvirker bevarelsen af ​​kemiske signaler i gamle sten. Derfor, yderligere bevis er nødvendig for at understøtte nuværende fortolkninger af tidligt atmosfærisk ilt, der er baseret på forskellige proxyer.

I et europæisk finansieret projekt, der involverer et internationalt team af forskere, nyligt offentliggjorte beviser fra klipper yngre end 2,31 milliarder år gamle fra W. Australien viser nu, hvor stabile isotopsignaler af svovl, der indikerer ekstremt lavt ilt, kan genbruges til sten, der dannes under stigende iltindhold. Oxygen i sig selv er vidne til denne genbrug. Faktisk, det er et karakteristisk isotopsignal i ilt, der indebærer dannelse af svovl- og iltbærende sulfater på den gamle kontinentale overflade for omkring 2,3 milliarder år siden. Dette sulfat blev konserveret i mineraler, baritter, i sten, der blev dannet i et havmiljø tæt på kysten, som det fremgår af deres sameksistens med fossiler fra mikrobielle måtter, eller stromatolitter, unikke rynkede konkave funktioner (afbildet i midten af ​​billedet). Stabile isotopresultater af ilt og svovl fra baritterne viser, hvordan forvitring af gamle sten på den gamle jordoverflade kan forlænge et signal, der angiver mangel på atmosfærisk ilt, selv efter stigningen af ​​atmosfærisk ilt.

Det unikke kemikalie, isotopisk, underskrifter bevaret i de rapporterede baritter holder yderligere løfte om at opklare den tidligste historie om iltgasproduktion. Inden væsentlig ilt ophobede sig i atmosfæren, lokaliseret produktion af iltgas af mikrobielle organismer (herunder mikrober, der bidrog til de førnævnte stromatolitter) kan allerede have bidraget til oxidationen, eller "rusten, "af Jordens overflade. Dette tidlige aftryk af ilt kan, i fremtiden, detekteres på samme måde af den specifikke kombination af svovl- og oxygenisotop -signaler, der er detaljeret i den nye undersøgelse, der blev offentliggjort i Naturkommunikation .