โดย สเตฟานี ปัปปัส เผยแพร่เมื่อ เมษายน 08, 2021
การศึกษาสล็อตแตกง่ายใหม่ผลักดันการเพิ่มขึ้นอย่างถาวรของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศถึง 100 ล้านปีช้ากว่าที่เชื่อก่อนหน้านี้ธารน้ําแข็งในแอนตาร์กติกาสมัยใหม่ ออกซิเจนในช่วงต้นของโลกอาจก่อให้เกิดยุคน้ําแข็งที่ปกคลุมพื้นผิวโลกด้วยธารน้ําแข็งเช่นนี้ (เครดิตภาพ: นาซ่า/ ไมเคิลสตั๊ดดิงเกอร์)
การเปลี่ยนแปลงของโลกเป็นเจ้าภาพอย่างถาวรบรรยากาศออกซิเจนเป็นกระบวนการหยุดที่ใช้เวลานานกว่า 100 ล้านปีกว่าที่เชื่อก่อนหน้านี้, ตามการศึกษาใหม่.
เมื่อโลกก่อตัวขึ้นครั้งแรกเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อนชั้นบรรยากาศมีออกซิเจนแทบไม่มีเลย แต่เมื่อ 2.43 พัน
ล้านปีก่อน มีบางอย่างเกิดขึ้น: ระดับออกซิเจนเริ่มสูงขึ้น จากนั้นก็ลดลง พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของสภาพภูมิอากาศ รวมถึงความเย้ายวนใจหลายอย่างที่อาจปกคลุมโลกทั้งใบด้วยน้ําแข็ง
ลายเซ็นทางเคมีที่ล็อคอยู่ในหินที่เกิดขึ้นในยุคนี้ได้ชี้ให้เห็นว่าเมื่อ 2.32 พันล้านปีก่อนออกซิเจนเป็นคุณสมบัติถาวรของชั้นบรรยากาศของโลกแต่การศึกษาใหม่เจาะลึกช่วงเวลาหลังจาก 2.32 พันล้านปีที่ผ่านมาพบว่าระดับออกซิเจนยังคงโยโย่ไปมาจนถึง 2.22 พันล้านปีที่ผ่านมาเมื่อโลกมาถึงจุดให้ทิปถาวรในที่สุด งานวิจัยใหม่นี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 29 มีนาคมขยายระยะเวลาของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่โดย 100 ล้านปี นอกจากนี้ยังอาจยืนยันความเชื่อมโยงระหว่างออกซิเจนและการแกว่งของสภาพภูมิอากาศขนาดใหญ่
ที่เกี่ยวข้อง: 10 ครั้งโลกเผยให้เห็นความแปลกประหลาดของมัน
”ตอนนี้เราเพิ่งเริ่มเห็นความซับซ้อนของเหตุการณ์นี้เท่านั้น”
การสร้างออกซิเจน
ออกซิเจนที่สร้างขึ้นในเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่ทําโดยไซยาโนแบคทีเรียทางทะเลซึ่งเป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่ผลิตพลังงานผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลพลอยได้หลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือออกซิเจนและไซยาโนแบคทีเรียในช่วงต้นในที่สุดก็ปั่นออกซิเจนออกมาเพียงพอที่จะสร้างใบหน้าของโลกตลอดไป
ลายเซ็นของการเปลี่ยนแปลงนี้สามารถมองเห็นได้ในหินตะกอนทางทะเล ในบรรยากาศที่ปราศจากออกซิเจนหินเหล่านี้มีไอโซโทปกํามะถันบางชนิด (ไอโซโทปเป็นองค์ประกอบที่มีจํานวนนิวตรอนที่แตกต่างกันในนิวเคลียสของพวกเขา) เมื่อออกซิเจนพุ่งขึ้นไอโซโทปกํามะถันเหล่านี้จะหายไปเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีที่สร้างมันจะไม่เกิดขึ้นในที่ที่มีออกซิเจน
Bekker และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ศึกษาลักษณะที่ปรากฏและการหายตัวไปของสัญญาณไอโซโท
ปกํามะถันเหล่านี้มานานแล้ว พวกเขาและนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้สังเกตเห็นว่าการเพิ่มขึ้นและการลดลงของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศดูเหมือนจะติดตามด้วยสาม glaciations ทั่วโลกที่เกิดขึ้นระหว่าง 2.5 พันล้านถึง 2.2 พันล้านปีที่ผ่านมา แต่น่าแปลกที่ความเย้ายวนใจครั้งที่สี่และครั้งสุดท้ายในช่วงเวลานั้นไม่ได้เชื่อมโยงกับการแกว่งในระดับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ
นักวิจัยงวยเบคเกอร์บอกกับไลฟ์ไซแอนซ์ “ทําไมเราถึงมีเหตุการณ์ธารน้ําแข็งสี่เหตุการณ์
และสามเหตุการณ์สามารถเชื่อมโยงและอธิบายผ่านออกซิเจนในชั้นบรรยากาศต่างๆ ได้ แต่เหตุการณ์ที่สี่นั้นเป็นอิสระ”นักวิจัยได้ศึกษาหินที่อายุน้อยกว่าจากแอฟริกาใต้ หินทางทะเลเหล่านี้ครอบคลุมส่วนต่อมาของเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่จากผลพวงของ glaciation ที่สามถึงประมาณ 2.2 พันล้านปีที่ผ่านมาไซมอน โพลตัน นักชีวเคมี ซ้าย พ่นน้ําบนแกนเจาะเพื่อดูหินตะกอน และเลือกตัวอย่างเพื่อการวิจัย (เครดิตภาพ: อังเดร เบ็คเกอร์/UCR)พวกเขาพบว่าหลังจากเหตุการณ์ glaciation ครั้งที่สามบรรยากาศ
ปราศจากออกซิเจนในตอนแรกจากนั้นออกซิเจนก็เพิ่มขึ้นและลดลงอีกครั้ง ออกซิเจนเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่อ 2.32 พันล้านปีก่อนซึ่งเป็นจุดที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าการเพิ่มขึ้นอย่างถาวร แต่ในหินที่อายุน้อยกว่า Bekker และเพื่อนร่วมงานของเขาตรวจพบระดับออกซิเจนลดลงอีกครั้ง การดรอปนี้ตรงกับความเย้ายวนใจครั้งสุดท้าย ซึ่งเป็นหยดที่ไม่เคยเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงบรรยากาศมาก่อน
”ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศในช่วงแรกๆ นี้ไม่เสถียรมากและมันขึ้นไปอยู่ในระดับสูงและมันลดลงสู่ระดับที่ต่ํามาก” Bekker กล่าว “นั่นคือสิ่งที่เราไม่ได้คาดหวังจนกระทั่งอาจจะ 4 หรือ 5 ปีที่ผ่านมา [ของการวิจัย]. “ไซยาโนแบคทีเรียกับภูเขาไฟนักวิจัยยังคงหาสิ่งที่ทําให้เกิดความผันผวนเหล่านี้ ทั้งหมด แต่พวกเขามีความคิดบางอย่าง ปัจจัยสําคัญอย่างหนึ่งคือก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพในการดักจับความร้อนมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สล็อตแตกง่าย
