Gdyby nie wulkany, nie mielibyśmy czym oddychać

Przez pierwsze 2 mld lat ziemska atmosfera była praktycznie pozbawiona wolnego tlenu. Uwalniał się on co prawda podczas rozbijania pary wodnej przez promieniowanie ultrafioletowe Słońca, ale były to naprawdę aptekarskie ilości, mniej niż jedna cząsteczka na milion. Szok nastąpił przed 2,4–2,2 mld lat, gdy stężenie gazu podskoczyło tysiące razy. To już nie była jedna cząstka na milion czy miliard, ale co najmniej jedna na sto. Zdarzenie to nazwano katastrofą tlenową, ponieważ doszło wtedy do zagłady większości dominujących wcześniej na planecie beztlenowych form życia.

Skąd się ów wolny tlen wziął? Wszystko odmieniła magiczna sztuczka z udziałem wody, dwutlenku węgla i światła słonecznego, czyli fotosynteza. Tlen był jej produktem ubocznym. Pierwsze opanowały fotosyntezę jednokomórkowe sinice. Autorzy badań, które publikuje właśnie czasopismo Communications Earth & Environment”, dowodzą, że to geologia przygotowała scenę dla tych fotosyntetyzujących jednokomórkowców. Główną funkcję w tych przygotowaniach spełniły wulkany – przekonują Eiichi Tajika i jego współpracownicy z Uniwersytetu Tokijskiego. To one zwiększały w atmosferze poziom dwutlenku węgla, z którego sinice – korzystając z energii słonecznych fotonów – pozyskiwały węgiel potrzebny im do syntetyzowania związków organicznych. To one również dostarczały mikrobom wielu pierwiastków chemicznych (soli mineralnych) niezbędnych do wzrostu, na przykład fosforu, czy żelaza.

W dziejach Ziemi fazy olbrzymiej aktywności wulkanicznej przedzielane są okresami względnego spokoju – jak obecnie. Opierając się na badaniach terenowych i symulacjach komputerowych zespół Tajiki wykazał, że zanim doszło do katastrofy tlenowej, gaz ten już wcześniej na krótko pojawiał się w powietrzu. Działo się tak w fazach intensywnego wulkanizmu. Gdy taka faza przemijała, tlen z atmosfery szybko znikał, bo – jako pierwiastek bardzo towarzyski – łatwo wiązał się z innymi gazami, skałami i minerałami. Dopiero przed 2,4–2,2 mld lat jego nadwyżka po raz pierwszy zaczęła się powiększać, dzięki czemu w ciągu kolejnego miliarda lat na planecie pojawiły się mikroorganizmy wyposażone w jądra komórkowe, a po nich – pierwsze organizmy wielokomórkowe.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.