Para penyelidik telah lama bingung mengapa oksigen berkembang di atmosfer Bumi bermula sekitar 2.4 bilion tahun.
Disebut "Kejadian Pengoksidaan Hebat," peralihan "persekitaran permukaan yang tidak dapat dipulihkan di Bumi dan akhirnya menjadikan kehidupan maju mungkin," kata Dominic Papineau dari Makmal Geofizik Carnegie Institution.
Kini, Papineau telah menulis bersama sebuah kajian baru dalam jurnal tersebut Alam semula jadi, yang mengungkapkan petunjuk baru untuk misteri batuan sedimen kuno.
Pasukan penyelidik, yang diketuai oleh Kurt Konhauser dari University of Alberta di Edmonton, menganalisis komposisi unsur jejak batuan sedimen yang dikenal sebagai formasi besi berikat, atau BIF, dari berpuluh-puluh tempat yang berlainan di seluruh dunia, berumur antara 3,800 hingga 550 juta tahun. Formasi besi berikat adalah unik, endapan lapisan air yang sering dijumpai di strata batu yang sangat tua yang terbentuk sebelum atmosfera atau lautan mengandung oksigen yang banyak. Seperti namanya, mereka terbuat dari tali besi dan mineral silikat bergantian.
Mereka juga mengandungi sejumlah kecil nikel dan unsur surih lain. Dan sejarah nikel, menurut para penyelidik, dapat mengungkap rahsia mengenai asal usul kehidupan moden.
Nikel wujud di lautan hari ini dalam jumlah yang kecil, tetapi sehingga 400 kali lebih banyak terdapat di lautan primordial Bumi. Mikroorganisma penghasil metana, yang disebut metanogen, berkembang di lingkungan seperti itu, dan metana yang dilepaskannya ke atmosfer mungkin telah mencegah penumpukan gas oksigen, yang akan bereaksi dengan metana untuk menghasilkan karbon dioksida dan air.
Penurunan kepekatan nikel akan menyebabkan "kelaparan nikel" bagi metanogen, yang bergantung pada enzim berasaskan nikel untuk proses metabolik utama. Alga dan organisma lain yang membebaskan oksigen semasa fotosintesis menggunakan enzim yang berbeza, sehingga tidak akan dipengaruhi oleh kelaparan nikel. Akibatnya, metana atmosfera akan menurun, dan syarat-syarat untuk kenaikan oksigen akan ditetapkan.
Para penyelidik mendapati bahawa tahap nikel dalam BIF mulai menurun sekitar 2.7 bilion tahun yang lalu dan oleh 2.5 bilion tahun yang lalu adalah kira-kira separuh dari nilainya sebelumnya.
"Waktunya sangat sesuai. Penurunan nikel mungkin telah membuat pentas untuk Acara Pengoksidaan Besar, ”kata Papineau. "Dan dari apa yang kita ketahui tentang metanogen hidup, tahap nikel yang lebih rendah akan mengurangkan produksi metana."
Mengenai mengapa nikel jatuh di tempat pertama, para penyelidik menunjukkan geologi. Semasa fasa-fasa sebelumnya sejarah Bumi, sementara mantelnya sangat panas, lavas dari letusan gunung berapi akan relatif tinggi nikel. Hakisan akan membasmi nikel ke laut, menjaga tahap tinggi. Tetapi ketika mantel disejukkan, dan kimia lavas berubah, gunung berapi memancarkan lebih sedikit nikel, dan lebih sedikit yang akan menemui jalan ke laut.
"Sambungan nikel bukanlah sesuatu yang pernah dipertimbangkan oleh seseorang sebelumnya," kata Papineau. "Ini hanya unsur jejak dalam air laut, tetapi kajian kami menunjukkan bahawa ia mungkin mempunyai pengaruh besar pada lingkungan Bumi dan sejarah kehidupan."
Sumber: Carnegie Institution for Science, melalui Eurekalert.
