Ngjarja e Madhe e Oksidimit të Tokës është përhapur për 200 milionë vjet, sipas zbulimeve të fundit gjeokimike

Ngjarja e Madhe e Oksidimit të Tokës është përhapur për 200 milionë vjet, sipas zbulimeve të fundit gjeokimike nga Universiteti i Utah-s

Rreth 2.5 miliardë vjet më parë, oksigjeni i lirë, ose O2, filloi të grumbullohej në nivele të rëndësishme në atmosferën e Tokës, duke hapur rrugën për ngritjen e jetës komplekse në planetin tonë në zhvillim.

Shkencëtarët e quajnë këtë fenomen si Ngjarja e Madhe e Oksidimit, ose shkurtimisht GOE. Por grumbullimi fillestar i O2 në Tokë nuk ishte aspak aq i drejtpërdrejtë sa sugjeron ky emërtim, sipas një kërkimi të ri të udhëhequr nga një gjeokimist i Universitetit të Utah-s.

Kjo “ngjarje” zgjati të paktën 200 milionë vjet. Dhe ndjekja e grumbullimit të O2 në oqeane ka qenë shumë e vështirë deri tani, tha Chadlin Ostrander, një profesor asistent në Departamentin e Gjeologjisë dhe Gjeofizikës.

“Te dhënat në zhvillim sugjerojnë që ngritja fillestare e O2 në atmosferën e Tokës ishte dinamike, duke u zhvilluar me ndërprerje derisa ndoshta rreth 2.2 miliardë vjet më parë,” tha Ostrander, autori kryesor i studimit të botuar më 12 qershor në revistën Nature. “Të dhënat tona vërtetojnë këtë hipotezë, madje duke shkuar një hap më tej duke zgjeruar këto dinamika në oqean.”

Ekipi i tij ndërkombëtar i kërkimit u fokusua në argjilat detare nga Supergrupi i Transvaal-it në Afrikën e Jugut, duke dhënë njohuri mbi dinamikën e oksidimit të oqeaneve gjatë kësaj periudhe kritike në historinë e Tokës. Duke analizuar raportet e izotopeve të qëndrueshme të talliumit (Tl) dhe elementet e ndjeshme ndaj redoksit, ata zbuluan prova të luhatjeve në nivelet e O2 në oqean që përputheshin me ndryshimet në oksigjenin atmosferik.

Këto zbulime ndihmojnë në avancimin e kuptimit të proceseve komplekse që formuan nivelet e O2 të Tokës gjatë një periudhe kritike në historinë e planetit që hapi rrugën për evolucionin e jetës siç e njohim.

“Ne vërtet nuk e dimë se çfarë po ndodhte në oqeane, ku format më të hershme të jetës së Tokës me shumë gjasa u origjinuan dhe evoluan,” tha Ostrander, i cili iu bashkua fakultetit të U vitin e kaluar nga Instituti Oqeanografik Woods Hole në Massachusetts. “Pra, të njohësh përmbajtjen e O2 të oqeaneve dhe se si ajo evoluoi me kohën është ndoshta më e rëndësishme për jetën e hershme se sa atmosfera.”

Kërkimi ndërtohet mbi punën e bashkëautorëve të Ostrander, Simon Poulton nga Universiteti i Leeds-it në MB dhe Andrey Bekker nga Universiteti i Kalifornisë, Riverside. Në një studim të vitit 2021, ekipi i tyre i shkencëtarëve zbuloi se O2 nuk u bë pjesë e përhershme e atmosferës deri rreth 200 milionë vjet pasi procesi i oksidimit global filloi, shumë më vonë se sa mendohej më parë.

Provat “pistoletë që tymos” të një atmosfere anoksike janë prania e nënshkrimeve të izotopeve të rralla të squfurit të pavarura nga masa në regjistrat sedimentarë para GOE-së. Shumë pak procese në Tokë mund të gjenerojnë këto nënshkrime të izotopeve të squfurit, dhe nga sa dihet ruajtja e tyre në regjistrin shkëmbor pothuajse me siguri kërkon një mungesë të O2 në atmosferë.

Poulton, Bekker dhe kolegët zbuluan se nënshkrimet e rralla të izotopeve të squfurit zhduken, por pastaj rishfaqen, duke sugjeruar ngritje dhe rënie të shumta të O2 në atmosferë gjatë GOE-së. Kjo nuk ishte një “ngjarje” e vetme.

“Toka nuk ishte gati të oksidohej kur oksigjeni filloi të prodhohej. Tokës i duhej kohë të evoluonte biologjikisht, gjeologjikisht dhe kimikisht për të qenë e favorshme për oksidim,” tha Ostrander. “Është si një teeter totter. Ke prodhim të oksigjenit, por ke aq shumë shkatërrim të oksigjenit, asgjë nuk po ndodh. Ne ende po përpiqemi të kuptojmë kur kemi përmbysur plotësisht peshoren dhe Toka nuk mund të kthehej më pas në një atmosferë anoksike.”

Për të hartuar nivelet e O2 në oqean gjatë GOE-së, ekipi i kërkimit mbështetej në ekspertizën e Ostrander-it me izotopet e qëndrueshme të talliumit.

Izotopet janë atome të së njëjtës element që kanë një numër të pabarabartë neutronesh, duke u dhënë atyre peshë pak të ndryshme. Raportet e izotopeve të një elementi të caktuar kanë fuqizuar zbulime në arkeologji, gjeokimi dhe shumë fusha të tjera.

Përparimet në spektrometrinë masive u kanë mundësuar shkencëtarëve të analizojnë saktësisht raportet e izotopeve për elemente më poshtë në Tabelën Periodike, siç është talliumi. Për fat të mirë për Ostrander dhe ekipin e tij, raportet e izotopeve të talliumit janë të ndjeshme ndaj varrimit të oksidit të manganit në dyshemenë e detit, një proces që kërkon O2 në ujin e detit.

Ekipi ekzaminoi izotopet e talliumit në të njëjtat argjila detare që kohët e fundit janë treguar të ndjekin luhatjet e O2 atmosferik gjatë GOE-së me izotopet e rralla të squfurit.

Në argjilat, Ostrander dhe ekipi i tij gjetën pasurime të dukshme në izotopin më të lehtë të talliumit (203Tl), një model që shpjegohet më së miri nga ndryshimi i sasisë së oksidit të manganit në dyshemenë e detit, dhe për rrjedhojë grumbullimi i O2 në ujin e detit.

Këto pasurime u gjetën në të njëjtat mostra që mungonin nënshkrimet e izotopeve të rralla të squfurit, dhe për rrjedhojë kur atmosfera nuk ishte më anoksike. Krema mbi tortë: pasurimet e 203Tl zhduken kur nënshkrimet e rralla të izotopeve të squfurit kthehen. Këto zbulime u vërtetuan nga pasurimet e elementeve të ndjeshme ndaj redoksit, një mjet më klasik për ndjekjen e ndryshimeve në O2 e lashtë.

“Kur izotopet e squfurit thonë se atmosfera u bë e oksigjenuar, izotopet e talliumit thonë se oqeanet u bënë të oksigjenuara. Dhe kur izotopet e squfurit thonë se atmosfera u kthye sërish në anoksike, izotopet e talliumit thonë të njëjtën gjë për oqeanin,” tha Ostrander.

“Pra, atmosfera dhe oqeani po bëheshin të oksigjenuara dhe të deoksigjenuara së bashku. Kjo është informacion i ri dhe i ftohtë për ata që janë të interesuar për Tokën e lashtë.”

Më shumë informacion: Chadlin Ostrander et al, Onset of coupled atmosphere-ocean oxygenation ~2.3 billion years ago, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07551-5. www.nature.com/articles/s41586-024-07551-5