Gammal kilde til ilt til liv skjult dybt i jordskorpen

Forskere ved Newcastle University har afsløret en kilde til ilt, der kan have påvirket livets udvikling før fremkomsten af ​​fotosyntesen.

Det banebrydende forskningsprojekt, ledet af Newcastle University's School of Natural and Environmental Sciences og offentliggjort i dag i Nature Communications, afsløret en mekanisme, der kan generere brintoverilte fra klipper under bevægelsen af ​​geologiske forkastninger.

Mens brintoverilte i høje koncentrationer kan være skadeligt for liv, kan det også give en nyttig kilde til ilt til mikrober. Denne yderligere iltkilde kan have påvirket den tidlige udvikling, og muligvis endda oprindelsen, af liv i varme miljøer på den tidlige Jord før udviklingen af ​​fotosyntese.

I tektonisk aktive områder genererer bevægelsen af ​​jordskorpen ikke kun jordskælv, men besidder undergrunden med revner og sprækker foret med meget reaktive klippeoverflader, der indeholder mange ufuldkommenheder eller defekter. Vand kan derefter filtrere ned og reagere med disse defekter på den nyligt sprækkede sten.

I laboratoriet simulerede masterstuderende Jordan Stone disse forhold ved at knuse granit, basalt og peridotit - stentyper, der ville have været til stede i den tidlige jordskorpe. Disse blev derefter tilsat til vand under velkontrollerede iltfrie forhold ved varierende temperaturer.

Eksperimenterne viste, at betydelige mængder hydrogenperoxid - og som et resultat potentielt ilt - kun blev genereret ved temperaturer tæt på vands kogepunkt. Det er vigtigt, at temperaturen for hydrogenperoxiddannelse overlapper vækstområderne for nogle af de mest varmeelskende mikrober på Jorden kaldet hypertermofiler, inklusive evolutionære ældgamle iltbrugende mikrober nær roden af ​​Livets Universelle Træ.

Hovedforfatter Jordan Stone, der udførte denne forskning som en del af hans MRes i Environmental Geoscience, sagde:"Mens tidligere forskning har antydet, at små mængder hydrogenperoxid og andre oxidanter kan dannes ved stress eller knusning af sten i fravær af ilt, dette er den første undersøgelse, der viser den vitale betydning af varme temperaturer for at maksimere generering af brintoverilte."

Principal Investigator Dr. Jon Telling, Senior Lektor, tilføjede:"Denne forskning viser, at defekter på knust klippe og mineraler kan opføre sig meget anderledes end, hvordan du ville forvente, at mere 'perfekte' mineraloverflader reagerer. Alle disse mekanokemiske reaktioner skal generere hydrogenperoxid , og derfor ilt, er vand, knuste klipper og høje temperaturer, som alle var til stede på den tidlige Jord før udviklingen af ​​fotosyntesen, og som kunne have påvirket kemien og mikrobiologien i varme, seismisk aktive områder, hvor livet først kan have udviklet sig. "

Arbejdet blev støttet gennem bevillinger fra Natural Environmental Research Council (NERC) og UK Space Agency. Et stort nyt opfølgningsprojekt ledet af Dr. Jon Telling, finansieret af NERC, er i gang for at bestemme betydningen af ​​denne mekanisme for at understøtte liv i jordens undergrund. + Udforsk yderligere

Forvitrende sten har spor til Jordens store oxidationsbegivenhed