O echipă internațională de geologi a descoperit în Africa de Sud cele mai vechi „buzunare cu oxigen” - un loc unde deja cu 2,97 miliarde de ani în urmă, cu 430 de milioane înainte de revoluția oxigenului, primele organisme fotosintetice au trăit și au eliberat oxigen.
În atmosfera tânărului Pământ era foarte puțin oxigen; Azi, 20% din acest gaz din aer este rezultatul plantelor și bacteriilor fotosintetice. Cianobacteriile, organisme fotosintetice unicelulare, au fost primele care au eliberat oxigen. La început, oxigenul eliberat de acestea a fost cheltuit doar în oxidarea rocilor, dar aproximativ 2,5 miliarde de ani acest proces s-a încheiat, iar oxigenul a început să se acumuleze în aer și să se dizolve în ocean; acest eveniment se numește revoluția oxigenului (sau catastrofă, deoarece, ca urmare a îmbogățirii atmosferei de oxigen, au murit specii adaptate vieții într-o atmosferă reducătoare, mai degrabă decât oxidantă).
Saltul conținutului de oxigen din atmosfera Pământului antic este determinat de distribuția izotopilor de sulf în rocile sedimentare. Pe măsură ce un grup de geochimiști de la Caltech a descoperit la mijlocul anilor 90, distribuția izotopilor de sulf s-a schimbat dramatic după revoluția de oxigen, datorită apariției unui strat de ozon care a adăpostit Pământul de radiațiile ultraviolete solare, ceea ce a crescut reactivitatea izotopilor de sulf ușor și a creat așa-numita distribuție independentă de masă.
Oamenii de știință află despre activitatea primelor organisme fotosintetice înainte de revoluția oxigenului prin compoziția rocilor sedimentare care s-au acumulat încet în „buzunarele de oxigen”. Acestea sunt zone în apropiere de covorașe bacteriene mari, în jurul cărora concentrația de oxigen era mai aproape de cea modernă decât de restul planetei. Sunt cunoscute mai multe astfel de „buzunare cu oxigen”, cu vârste cuprinse între 2,5 și 2,7 miliarde de ani; au fost găsite pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. În afară de carbon (din dioxid de carbon), hidrogen și oxigen (din apă), au nevoie de alte elemente precum sulful și azotul. Cianobacteriile au obținut sulf prin reducerea acestuia din sulfați din sol. Rocile pe care au trăit și împărțit cianobacteriile, precum rocile formate după revoluția oxigenului, sunt caracterizate printr-o distribuție independentă de masă a izotopilor de sulf.
Anul trecut, o echipă internațională de geologi de la Universitatea din Tübingen din Germania a descoperit o rocă în rezervația naturală Pongola din Africa de Sud, distribuția izotopilor de sulf, care indică o concentrație ridicată de oxigen în atmosferă deja cu 2,97 miliarde de ani în urmă, cu mult înainte de a avea loc revoluția oxigenului. Distribuția izotopilor de sulf în rocile Formației Pongola face din „buzunarul de oxigen” al Pongoliei cel mai vechi cunoscut astăzi.
Cercetarea este publicată în revista Nature Geochemistry.
Ksenia Malysheva
