Antik Kayalar Dünyanın Oksijenine Nasıl Sahip Olduğuna Dair Yeni İpuçları Gösteriyor
Antik Kayalar Dünyanın Oksijenine Nasıl Sahip Olduğuna Yenilikçi teknik, demirin rolünü anlamak için eski kayaları analiz ediyor.
Dünya’nın dört buçuk milyar yılı boyunca, gezegen kısır ve misafirperver değildi; Dünya oksijen örtüsünü alana kadar çok hücreli yaşamın gerçekten hayatta kalması mümkün değildi.
Ancak bilim adamları hala gezegenimizin bu güzel oksijenli atmosfere nasıl ve neden sahip olduğunu tam olarak anlamaya çalışıyorlar.
Chicago Üniversitesi Jeofizik Bilimleri Profesörü Nicolas Dauphas, “Düşünürseniz, gezegenimizin yaşamı boyunca yaşadığı en önemli değişiklik budur ve hala tam olarak nasıl olduğundan emin değiliz” dedi. “Bu soruyu yanıtlamak için yapabileceğiniz her türlü ilerleme gerçekten önemli.”
23 Ekim 2020’de Science dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada, UChicago lisansüstü öğrencisi Andy Heard, Dauphas ve meslektaşları, okyanus demirinin Dünya atmosferinin yükselişindeki rolü hakkında yeni bilgileri ortaya çıkarmak için öncü bir teknik kullandılar.
Bulgular, Dünya tarihi hakkında daha fazla bilgi sağlar ve hatta diğer yıldız sistemlerinde yaşanabilir gezegen arayışına ışık tutabilir.
Bilim adamları, antik kayaları analiz ederek antik Dünya’nın bir zaman çizelgesini titizlikle yeniden yarattılar; Bu tür kayaların kimyasal yapısı oluşturdukları şartlara göre değişir.
“Bununla ilgili ilginç olan şey, 2,4 milyar yıl önce meydana gelen kalıcı Büyük Oksijenasyon Olayından önce, Dünya’nın bu atmosfer için zemin hazırlamaya çalışıyor gibi göründüğü zaman çizelgesinde bu kışkırtıcı küçük oksijen patlamalarının kanıtlarını gördünüz,” dedi, makalenin ilk yazarı Heard. Mevcut yöntemler, ihtiyaç duyduğumuz bilgileri açığa çıkaracak kadar kesin değildi.
Bu, gezegenimizin yaşamı boyunca yaşadığı en önemli değişiklik ve hala tam olarak nasıl olduğundan emin değiliz.Prof. Nicolas Dauphas
Her şey bir bulmacaya bağlıdır.
Köprü mühendislerinin ve araç sahiplerinin bildiği gibi eğer etrafta su varsa oksijen ve demir pas oluşturacaktır. Heard, “İlk günlerde okyanuslar, etrafta dolaşan herhangi bir serbest oksijeni alabilecek demirle doluydu” dedi. Teorik olarak, pas oluşumu fazla oksijeni tüketmeli ve bir atmosfer oluşturmak için hiçbir şey bırakmamalıdır.
Heard ve Daup, bu bariz soruna rağmen oksijenin nasıl birikmiş olabileceğini açıklamanın bir yolunu test etmek istediler: Okyanuslardaki demirin bir kısmının gerçekte yanardağlardan gelen sülfürle birleşerek piriti (daha çok aptal altın olarak bilinir) oluşturduğunu biliyorlardı. Bu süreç aslında atmosfere oksijen salmaktadır. Soru, bu süreçlerden hangisinin “kazandığı” idi.
Bunu test etmek için Heard, Dauphas’ın Origins Laboratuvarı’ndaki son teknoloji tesisleri kullanarak demirin hangi yolu izlediğini bulmak için demir izotoplarındaki küçük varyasyonları ölçmek için yeni ve titiz bir teknik geliştirdi.
Edinburgh Üniversitesi’ndeki dünya uzmanlarıyla işbirliği yaparak, demirden pirite geçişin nasıl çalıştığına dair daha eksiksiz bir anlayış geliştirmesi gerekiyordu. (“Kükürt yapmak ve bu deneyleri çalıştırmak için meslektaşlarınızı anlamanız gerekir, çünkü laboratuarların çürük yumurta gibi kokmasını sağlarsınız,” dedi Heard.)
Daha sonra, bilim adamları bu tekniği kullanarak 2,6 ila 2,3 milyar yaşındaki kayaları analiz ettiler. Avustralya ve Güney Afrika.
Analizleri, oksijenin paslanması gereken okyanuslarda bile, belirli koşulların, oksijenin sudan kaçmasına ve potansiyel olarak bir atmosfer yaratmasına izin verecek kadar pirit oluşumunu teşvik etmiş olabileceğini gösterdi.
Dauphas, “Bu, hareketli parçaların çoğunda karmaşık bir sorundur, ancak bunun bir kısmını çözmeyi başardık,” dedi.
Heard, “Böylesine büyük bir sorunda ilerleme, toplum için gerçekten değerlidir” dedi. “Kendi dünyamızın nasıl yaşanabilir hale geldiğine dair her ayrıntıyı gerçekten anlamamız gerekiyor, özellikle de dış gezegenleri aramaya başladığımızda.”
Teleskoplar diğer gezegenler için gökyüzünü tararken ve bunlardan binlercesini bulurken, bilim adamlarının potansiyel yaşamı daha fazla araştıracaklarını daraltmaları gerekecektir. Dünyanın yaşanabilir hale gelme şekli hakkında daha fazla şey öğrenerek, diğer gezegenlerde benzer süreçlerin kanıtlarını arayabilirler.
Heard, “Oksijenin yükselmesinden önceki Dünya’nın dış gezegenleri anlamak için sahip olduğumuz en iyi laboratuvar olduğunu düşünmekten hoşlandığım bir yol,” dedi.
Referans: Andy W. Heard, Nicolas Dauphas, Romain Guilbaud, Olivier J. Rouxel, Ian B. Butler, Nicole X. Nie ve Andrey Bekker, “Erken atmosferik oksijenlenmede okyanus demir yutaklarının rolü üzerindeki üçlü demir izotop kısıtlamaları” Ekim 2020 , Bilim.