Elképzelték: kétmilliárd évnyi időtartam kellett ahhoz, hogy a Földön megszülethessen az egyik leglényegesebb jelenség.

A magas színvonalú munkához elengedhetetlen a türelem, hiszen az evolúciós folyamatok jellemzően nem sietnek: a kínai tudósok becslése szerint évmilliárdok kellettek ahhoz, hogy a Föld légkörét oxigén töltse ki.

Mintegy kétmilliárd év alatt változott a Föld légköre oxigénszegényből oxigéngazdaggá - állapította meg egy nemzetközi tudóscsoport tanulmánya, amely a Nature tudományos folyóiratban jelent meg. A kutatást a kínai Csengtui Műszaki Egyetem vezette, és a Nyugat-Ausztráliai Egyetem (UWA) tudósa, Matthew Dodd is részt vett benne.

A kutatók már régóta gyanították, hogy a Föld légkörében az oxigénszint fokozatosan emelkedett, ám a szakértők között nem volt egyetértés arról, hogy ez a változás pontosan mikor következett be, és milyen hatással volt az óceánok kémiai összetételére, valamint a biológiai fejlődésre.

"A Föld légkörében az oxigénszint emelkedése alapvető fontosságú az oxigénnel lélegző komplex élet megjelenése, a bolygó lakhatósága és a létfontosságú természeti erőforrások kialakulása szempontjából" - magyarázza Dodd.

A kutatók az ősi szulfátásványokban megőrzött, nagy felbontású oxigénizotóp-adatok elemzésével rekonstruálták a légköri oxigénszint emelkedését és annak dinamikus kölcsönhatását az óceánokkal.

"A több milliárd évre visszanyúló oxigénizotóp-adatok alapos és rendszeres mintavételezésével, valamint a korábban közzétett kutatások adataira építve megalkottuk az eddigi legátfogóbb rekonstrukciót az elmúlt hárommilliárd év oxigén fejlődéséről" - részletezte a szakértő.

A kutatás során kiderült, hogy a Föld légkörének oxigéntartalma 410 millió évvel ezelőtt érte el a mai, modern értékeket. Az oxigénbőség kialakulása három fő szakaszban zajlott le. Az első fázis, amely 2,4 milliárd évvel ezelőtt kezdődött, egy szinte teljes oxigénhiányos korszak volt. A második fázisban, 2,4 milliárd és 410 millió év között, a levegő oxigénszintje viszonylag alacsonyról dinamikus változások révén fokozatosan emelkedett. Végül a harmadik szakaszban, 410 millió évvel ezelőtt, egy stabil, oxigénben gazdag légkör alakult ki, amely lehetővé tette a komplex életformák fejlődését.

A kutatók három fő légköri oxigénszint-növekedési epizódot tártak fel: a paleoproterozoikumban (2,5 milliárd évtől 1,6 milliárd évvel ezelőttig), a neoproterozoikumban (1 milliárd évtől 538,8 millió évvel ezelőttig) és a paleozoikumban (538,8 millió évtől 252 évvel ezelőttig). A neoproterozoikumban zajlott oxigénszint-emelkedést követően a Föld óceánjai, amelyek nagyrészt oxigénhiányosak voltak, időszakos oxidációs impulzusoknak voltak kitéve.

Ezek az események, amelyek több százmillió éven keresztül zajlottak, szén-, kén- és oxigénizotóp-eltolódások sorozatát generálták. Ez a jelenség azt sugallja, hogy a légkör oxigénszintjének emelkedése több alkalommal is hozzájárult az óceánok ideiglenes oxidációjához.

Dodd hangsúlyozta, hogy a felfedezések új perspektívát kínálnak a földi élet keletkezésének és fejlődésének megértésében. Ezen kívül segítenek feltárni, miként jöttek létre az ásványi lerakódások, valamint hogyan formálódtak a kőolajkészletek.