Forskere afslører nye spor om, hvordan Jorden fik sin ilt

I meget af Jordens fire og en halv milliard år har planeten var ufrugtbar og ugæstfri; det var først, da verden fik sit ilttæppe, at det flercellede liv virkelig kunne komme i gang. Men forskere forsøger stadig at forstå præcis, hvordan - og hvorfor - vores planet fik denne smukt iltede atmosfære.

"Hvis du tænker over det, dette er den vigtigste ændring, som vores planet oplevede i sin levetid, og vi er stadig ikke sikre på, hvordan dette skete, "sagde Nicolas Dauphas, Louis Block -professor i geofysisk videnskab ved University of Chicago. "Alle fremskridt, du kan gøre for at besvare dette spørgsmål, er virkelig vigtige."

I en ny undersøgelse offentliggjort 23. oktober i Videnskab , UChicago -kandidatstuderende Andy Heard, Dauphas og deres kolleger brugte en banebrydende teknik til at afdække nye oplysninger om oceanisk jerns rolle i stigningen af ​​Jordens atmosfære. Resultaterne afslører mere om Jordens historie, og kan endda kaste lys over søgningen efter beboelige planeter i andre stjernesystemer.

Forskere har omhyggeligt genskabt en tidslinje for den gamle jord ved at analysere meget gamle klipper; den kemiske sammensætning af sådanne sten ændres i henhold til de betingelser, de dannede under.

"Det interessante ved det er, at før den permanente store iltningshændelse, der skete for 2,4 milliarder år siden, du ser beviser på tidslinjen for disse pirrende små iltudbrud, hvor det ser ud som om Jorden forsøgte at sætte scenen for denne atmosfære, "sagde Hørt, den første forfatter på papiret. "Men de eksisterende metoder var ikke præcise nok til at drille ud af de oplysninger, vi havde brug for."

Det hele kommer ned til et puslespil.

Som broingeniører og bilejere ved, hvis der er vand rundt, ilt og jern vil danne rust. "I de tidlige dage, oceanerne var fulde af jern, som kunne have slukket al fri ilt, der hang rundt, "Hørte sagde. Teoretisk set, dannelsen af ​​rust bør forbruge overskydende ilt, efterlader ingen til at danne en atmosfære.

Heard og Dauphas ville teste en måde at forklare, hvordan ilt kunne have akkumuleret på trods af dette tilsyneladende problem:de vidste, at noget af jernet i havene faktisk kombinerede med svovl, der kom ud af vulkaner for at danne pyrit (bedre kendt som fjolsguld). Denne proces frigiver faktisk ilt i atmosfæren. Spørgsmålet var, hvilken af ​​disse processer der "vinder".

For at teste dette, Hørt brugte topmoderne faciliteter i Dauphas 'Origins Lab til at udvikle en streng ny teknik til at måle små variationer i jernisotoper for at finde ud af, hvilken rute jernet tog. Samarbejde med verdenseksperter ved University of Edinburgh, han måtte også uddybe en mere fuldstændig forståelse af, hvordan jern-til-pyrit-vejen fungerer. ("For at lave sulfid og køre disse forsøg, du har brug for forstående kolleger, fordi du får laboratorier til at lugte som rådne æg, "Hørte jeg.) Så, forskerne brugte teknikken til at analysere 2,6 til 2,3 milliarder år gamle sten fra Australien og Sydafrika.

Deres analyse viste, at selv i oceaner, der skulle have gemt en masse ilt i rust, visse forhold kunne have fremmet dannelsen af ​​nok pyrit til at tillade ilt at undslippe vandet og potentielt danne en atmosfære.

"Det er et kompliceret problem med mange bevægelige dele, men vi har kunnet løse en del af det, "sagde Dauphas.

"Fremskridt med et så stort problem er virkelig værdifuldt for samfundet, "Hørte sagde." Især da vi begynder at lede efter eksoplaneter, vi har virkelig brug for at forstå alle detaljer om, hvordan vores egen jord blev beboelig. "

Mens teleskoper scanner himlen efter andre planeter og finder tusinder, forskere bliver nødt til at indsnævre, hvilke der skal undersøges nærmere for potentielt liv. Ved at lære mere om, hvordan Jorden blev beboelig, de kan lede efter tegn på lignende processer på andre planeter.

”Den måde, jeg kan lide at tænke på det, er, Jorden før stigningen af ​​ilt er det bedste laboratorium, vi har til at forstå eksoplaneter, "sagde Heard.