Bumi. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Sejarah kehidupan di Bumi berkait rapat dengan kemunculan oksigen di atmosfera. Konsensus saintifik semasa menyatakan bahawa sejumlah besar oksigen pertama kali muncul di atmosfer Bumi kira-kira 2,4 bilion tahun yang lalu, dengan peningkatan besar oksigen atmosfera kedua terjadi kemudian, mungkin sekitar 600 juta tahun yang lalu.
Walau bagaimanapun, penemuan baru oleh ahli geologi University of Maryland menunjukkan bahawa lonjakan kedua dalam oksigen atmosfera sebenarnya mungkin telah dimulakan lebih awal dan berlaku lebih sedikit daripada yang difikirkan sebelumnya. Penemuan ini dimungkinkan dengan menggunakan alat baru untuk mengesan kehidupan mikroba di persekitaran kuno yang dikembangkan di Maryland. Dibiayai oleh Yayasan Sains Nasional dan NASA, karya itu muncul dalam edisi Sains 2 Disember.
Penyelidik siswazah David Johnston, saintis penyelidikan Boswell Wing dan rakan-rakan di jabatan geologi dan Sistem Interdisiplin Ilmu Sistem Bumi University of Maryland mengetuai pasukan penyelidik antarabangsa yang menggunakan pengukuran ketepatan tinggi isotop sulfur langka, 33S, untuk membuktikan bahawa laut kuno mikroba yang dikenali sebagai sulfur prokariota yang tidak proporsional aktif secara meluas hampir 500 juta tahun lebih awal daripada yang difikirkan sebelumnya.
Sebatian sulfur perantaraan yang digunakan oleh bakteria sulfur tidak proporsional terbentuk oleh pendedahan mineral sulfida kepada gas oksigen. Oleh itu, bukti aktiviti meluas oleh bakteria jenis ini telah ditafsirkan oleh saintis sebagai bukti peningkatan kandungan oksigen atmosfera.
"Pengukuran ini menunjukkan bahawa disproporsiasi sebatian sulfur adalah bahagian aktif dari kitaran sulfur oleh [1,3 juta tahun yang lalu], dan oksigenasi permukaan bumi yang progresif mungkin telah mencirikan [Proterozoik tengah]," tulis penulis.
Proterozoic adalah tempoh dalam sejarah Bumi dari sekitar 2.4 bilion tahun yang lalu hingga 545 juta tahun yang lalu.
"Penemuan ini juga menunjukkan bahawa kaedah penelitian berbasis 33S baru dapat digunakan untuk mengesan secara unik kehadiran dan watak kehidupan mikroba dalam lingkungan kuno dan memberikan gambaran evolusi dalam tindakan," kata Johnston. "Pendekatan ini menyediakan alat baru yang signifikan dalam pencarian astrobiologi untuk kehidupan awal di Bumi dan seterusnya."
Udara Yang Kita Nafas
Semasa planet kita terbentuk kira-kira 4.5 bilion tahun yang lalu, hampir semua oksigen di Bumi terikat secara kimia dengan unsur-unsur lain. Itu dalam sebatian pepejal seperti kuarza dan mineral silikat lain, dalam sebatian cair seperti air, dan dalam sebatian gas seperti sulfur dioksida dan karbon dioksida. Oksigen bebas - gas yang membolehkan kita bernafas, dan yang penting untuk semua kehidupan yang maju - praktikalnya tidak ada.
Para saintis telah lama berfikir bahawa penampilan oksigen di atmosfera ditandai oleh dua lonjakan tahap oksigen yang berbeza. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, para penyelidik telah menggunakan kaedah yang dikembangkan oleh ahli geologi University of Maryland, James Farquhar dan rakan-rakan Maryland untuk menentukan secara pasti bahawa sejumlah besar oksigen pertama kali muncul di atmosfer Bumi kira-kira 2.4 bilion tahun yang lalu. Kadang-kadang disebut sebagai "Kejadian Pengoksidaan Hebat", kenaikan ini menandakan permulaan zaman Proterozoik.
Konsensus ilmiah umum juga menyatakan bahawa kenaikan kedua oksigen atmosfera berlaku kira-kira 600 juta tahun yang lalu, dengan oksigen meningkat ke tahap moden pada masa itu. Bukti haiwan multiselular pertama kali muncul di geologi sekitar waktu ini.
"Ada banyak perbincangan tentang apakah peningkatan besar kedua oksigen atmosfera adalah cepat dan bertahap, atau lambat dan progresif," kata Wing. "Hasil kami mendukung gagasan bahawa kenaikan kedua adalah progresif dan dimulai sekitar 1,3 miliar tahun yang lalu, bukan 0,6 miliar tahun yang lalu."
Sebagai tambahan kepada Johnston, pengarang bersama Wing's Maryland pada kertas 2 Disember adalah rakan geologi James Farquhar dan Jay Kaufman. Kumpulan mereka berusaha untuk mendokumentasikan hubungan antara isotop sulfur dan evolusi atmosfera Bumi menggunakan gabungan penyelidikan lapangan, analisis makmal sampel batuan, model geokimia, eksperimen fotokimia dengan gas yang mengandung sulfur dan eksperimen mikroba.
"Disproporsi sulfur mikrob aktif di Mesoproterozoic" oleh David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar dan Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, Universit? T M? Nster; Timothy W. Lyons, University of California, Riverside; Linda C. Kah, Universiti Tennessee; Donald E. Canfield, Universiti Denmark Selatan: Sains, 2 Disember 2005.
Sumber Asal: Siaran Berita UM
