Ny indikator for iltniveauer i de tidlige oceaner udviklet

Ilt er afgørende for udviklingen af ​​højere liv. Imidlertid, det var næppe til stede i oceanerne på den unge Jord. Det var ikke før udviklingen af ​​fotosyntetiske bakterier, at havene oplevede en betydelig stigning i iltniveauet. Ved at måle wolfram isotopsammensætning, et internationalt forskerhold med deltagelse af forskere fra Kölns Universitets Institut for Geologi og Mineralogi har nu lagt grunden til en mere præcis bestemmelse af udviklingen af ​​iltniveauet i de tidlige oceaner over tid. Fremadrettet, de forventer mere præcis indsigt i livets udvikling.

I samarbejde med forskere fra ETH Zürich, universiteterne i Bern og Tübingen, og Leibniz Institut for Østersøforskning Warnemünde (IOW), geologer ledet af Dr. Florian Kurzweil ved universitetet i Köln analyserede det kemiske grundstof wolfram, som kunne fungere som et indikatorelement for ilt, i dagens havvand. Resultaterne er blevet offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences ( PNAS ) under titlen "Redox-kontrol på wolframisotopsammensætningen af ​​havvand."

Wolfram er kun til stede i meget små mængder i havene, gør det vanskeligt nøjagtigt at bestemme dens koncentration. Det er endnu sværere at bestemme mængden af ​​individuelle wolframisotoper i havvand. Isotoper af et grundstof har det samme antal protoner, men forskelligt antal neutroner. Derfor, der er tunge wolframisotoper med mange neutroner og lettere wolframisotoper med færre neutroner. De analytiske metoder, der er udviklet ved universitetet i Köln, muliggør den mest præcise måling af relative wolframisotop-overflod, der i øjeblikket er tilgængelig på verdensplan.

I et bassin mere end 400 meter dybt i Østersøen, forskerholdet tog forskellige vandprøver, både i det iltrige overfladevand og i det iltfattige dybvand. Oxidmineraler dannes langs grænsen af ​​begge vandlag, fortrinsvis binder det lette wolfram. Wolframen, der bliver tilbage i havvandet, bliver dermed relativt tungere. Oxygen er nødvendig for at danne oxidmineraler, så iltkoncentrationen i oceanerne korrelerer i sidste ende med havvandets wolframisotopsammensætning.

"Stigende iltkoncentrationer i havene på den tidlige Jord skulle have ført til øget dannelse af oxidmineralerne, og dermed til isotopisk tungere marine wolfram, " sagde lederen af ​​forskningsekspeditionen Dr. Florian Kurzweil. Forskerne ønsker nu at vise, at denne udvikling er blevet bevaret i marine sedimenter. Sammensætningen af ​​wolframisotoper af de ældste sedimenter på Jorden kunne derefter spore udviklingen af ​​marine iltniveauer over Jordens historie som et genetisk fingeraftryk.