Για μεγάλο μέρος της 4,5 δισ. ετών «ζωής» της, η Γη ήταν αφιλόξενη: Ο κόσμος μας επέτρεψε την εμφάνιση πολυκυτταρικής ζωής αφού απέκτησε οξυγόνο- ωστόσο αποτελεί ακόμα ερωτηματικό το πώς ακριβώς ο πλανήτης μας απέκτησε την οξυγονούχα του ατμόσφαιρα.
«Αν το καλοσκεφτείς, αυτή είναι η πιο σημαντική αλλαγή που βίωσε ο πλανήτης μας στη ζωή του, και ακόμα δεν ξέρουμε πώς συνέβη» είπε ο Νίκολας Ντάουφας, καθηγητής Γεωφυσικών Επιστημών στο University of Chicago. «Οποιαδήποτε πρόοδος προς την κατεύθυνση αυτού του ερωτήματος είναι πραγματικά σημαντική».
Όπως μεταδίδει η Ναυτεμπορική, στο πλαίσιο νέα έρευνας που δημοσιεύτηκε στις 23 Οκτωβρίου στο Science, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια πρωτοποριακή τεχνική για να ανακαλύψουν νέες πληροφορίες για τον ρόλο του ωκεανικού σιδήρου στην άνοδο της ατμόσφαιρας της Γης. Τα ευρήματα αποκαλύπτουν περισσότερα για την ιστορία της Γης και μπορούν να βοηθήσουν και στις έρευνες για κατοικήσιμους πλανήτες σε άλλα αστρικά συστήματα.
Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ένα timeline της αρχαίας Γης αναλύοντας πολύ αρχαίους βράχους: Η χημική σύνθεσή τους μεταβάλλεται ανάλογα με τις συνθήκες υπό τις οποίες σχηματίστηκαν. «Το ενδιαφέρον με αυτό είναι πως πριν τη “Μεγάλη Οξυγόνωση” (Great Oxygenation Event) που έλαβε χώρα πριν 2,4 δισ. χρόνια, βλέπεις στοιχεία στο timeline για αυτές τις μικρές εξάρσεις οξυγόνου, όπου φαίνεται σαν η Γη να προσπαθούσε να θέσει τις βάσεις για αυτήν την ατμόσφαιρα» είπε ο Άντι Χερντ, first author του επιστημονικού άρθρου. «Μα οι υπάρχουσες μέθοδοι δεν ήταν αρκετά ακριβείς για να αποκτήσουμε τις πληροφορίες που χρειαζόμασταν».
Αυτό που προκύπτει είναι ένα αίνιγμα: Εάν υπάρχει νερό, το οξυγόνο και ο σίδηρος σχηματίζουν σκουριά. «Τον πρώτο καιρό οι ωκεανοί ήταν γεμάτοι σίδηρο, που θα μπορούσε να “καταβροχθίζει” οποιοδήποτε ελεύθερο οξυγόνο υπήρχε» είπε ο Χερντ. Θεωρητικά, ο σχηματισμός σκουριάς θα κατανάλωνε όσο οξυγόνο περίσσευε, μην αφήνοντας αρκετό για τον σχηματισμό ατμόσφαιρας.
Ο Χερντ και ο Ντάουφας ήθελαν να δοκιμάσουν έναν τρόπο για να εξηγήσουν πώς μπορεί το οξυγόνο να συσσωρεύτηκε παρά το πρόβλημα αυτό: Ήξεραν πως μέρος του σιδήρου στους ωκεανούς συνδυαζόταν με θείο που προερχόταν από ηφαίστεια για τον σχηματισμό πυρίτη. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Το ερώτημα ήταν πιο από αυτές τις διαδικασίες «νικάει».
Για τους σκοπούς αυτούς χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες εγκαταστάσεις στο Origins Lab του Ντάουφας, για την ανάπτυξη μιας νέας τεχνικής για τη μέτρηση μικρών διακυμάνσεων στα ισότοπα σιδήρου, προκειμένου να διαπιστωθεί ποια πορεία ακολουθούσε ο σίδηρος. Σε συνεργασία με ειδικούς στο University of Edinburgh, χρειάστηκε να κατανοηθεί καλύτερα η πορεία του σιδήρου προς πυρίτη. Μετά, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τεχνική για την ανάλυση βράχων 2,6-2,3 δισ. ετών από την Αυστραλία και τη Νότια Αφρική.
Η ανάλυση έδειξε πως, ακόμα και σε ωκεανούς που μπορεί να «έτρωγαν» πολύ οξυγόνο για τη δημιουργία σκουριάς, συγκεκριμένες συνθήκες μπορεί να επέτρεψαν τον σχηματισμό αρκετού πυρίτη για να μπορέσει το οξυγόνο να ξεφύγει από το νερό και να σχηματίσει ατμόσφαιρα. «Είναι ένα πολύπλοκο πρόβλημα, με πολλά “κινητά τμήματα”, αλλά ήμασταν σε θέση να λύσουμε ένα μέρος του» είπε ο Ντάουφας.
