Είναι τα ηφαίστεια πίσω από το οξυγόνο που αναπνέουμε;
Τα αρχαία ηφαίστεια που εκτοξεύουν λάβα θα μπορούσαν να είχαν βοηθήσει στην έγχυση των τόσο απαραίτητων δόσεων οξυγόνου στην ατμόσφαιρα πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Νέα έρευνα δείχνει ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα πριν από δισεκατομμύρια χρόνια έθεσε το υπόβαθρο για την πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα από την οποία εξαρτάται η ζωή στη Γη.
Πιστεύεται ευρέως ότι η ατμόσφαιρα της Γης ήταν πλούσια σε οξυγόνο για περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια λόγω της σχετικά ταχείας αύξησης των μικροοργανισμών ικανών να εκτελούν φωτοσύνθεση. Οι ερευνητές παρέχουν έναν μηχανισμό για να εξηγήσουν τα πρόδρομα συμβάντα οξυγόνωσης, ή «αυξήσεις», που μπορεί να άνοιξαν την πόρτα για να συμβεί αυτό. Τα ευρήματά τους υποδεικνύουν ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα μετέβαλλε αρκετά τις συνθήκες για να επιταχύνουν την οξυγόνωση και οι πνοές τους είναι μια ένδειξη ότι αυτό συμβαίνει.
Πάρτε μια βαθιά ανάσα. Σκέφτεστε ποτέ τον αέρα που εισέρχεται στους πνεύμονές σας;
Είναι κυρίως αδρανές άζωτο και το πολύτιμο οξυγόνο από το οποίο εξαρτάται η ζωή μας αντιστοιχεί μόνο στο 21%. Αλλά αυτό δεν ήταν πάντα έτσι. Στην πραγματικότητα, αρκετά γεγονότα μαζικής εξαφάνισης αντιστοιχούν σε εποχές που ο αριθμός αυτός άλλαξε δραματικά
Και αν πάτε αρκετά πίσω, θα διαπιστώσετε ότι πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια, δεν υπήρχε σχεδόν καθόλου οξυγόνο.
Τι άλλαξε λοιπόν και πώς έγινε;
Η επιστημονική συναίνεση είναι ότι πριν από περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, έλαβε χώρα το Great Oxygenation Event (GOE), πιθανότατα λόγω του πολλαπλασιασμού των μικροοργανισμών που εκμεταλλεύονται ευνοϊκές συνθήκες και αντιμετωπίζουν μικρό ανταγωνισμό.
Θα είχαν ουσιαστικά μετατρέψει την πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα ατμόσφαιρα σε μια πλούσια σε οξυγόνο, και μετά από αυτό ήρθε πολύπλοκη ζωή, η οποία ευνόησε αυτή τη νέα αφθονία οξυγόνου.
Αλλά φαίνεται ότι υπήρξαν κάποια πρόδρομα συμβάντα οξυγόνωσης πριν από το GOE που μπορεί να υποδεικνύουν την ακριβή φύση και το χρονοδιάγραμμα των αλλαγών στις συνθήκες που απαιτούνται για την έναρξη του GOE.
«Η δραστηριότητα των μικροοργανισμών στον ωκεανό έπαιξε κεντρικό ρόλο στην εξέλιξη του ατμοσφαιρικού οξυγόνου. Ωστόσο, πιστεύουμε ότι αυτό δεν θα είχε οδηγήσει αμέσως σε οξυγόνωση της ατμόσφαιρας, επειδή η ποσότητα θρεπτικών ουσιών όπως το φωσφορικό άλας στον ωκεανό εκείνη την εποχή ήταν περιορισμένη, περιορίζοντας τη δραστηριότητα των κυανοβακτηρίων, δήλωσε με μια ομάδα φωτογραφιών από κυανοβακτήρια το Τμήμα Γης και Πλανητικής Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο.
Βιογεωχημικοί κύκλοι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ένας πολύπλοκος ιστός αλληλεπιδράσεων μεταξύ γεωλογικών χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένων των ηφαιστείων, του υποεπιφανειακού μανδύα, των ωκεανών και της ατμόσφαιρας δημιούργησε το χημικό μείγμα που είναι απαραίτητο για την πρώιμη ζωή για να οξυγονώσει την ατμόσφαιρά μας. ©2025 Watanabe et al.
«Πιθανότατα χρειάστηκαν κάποια τεράστια γεωλογικά γεγονότα για να σπείρουν οι ωκεανοί με θρεπτικά συστατικά, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης των ηπείρων και, όπως προτείνουμε στο έγγραφό μας, της έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας, που γνωρίζουμε ότι έχει συμβεί».
Ο Τατζίκα και η ομάδα του χρησιμοποίησαν ένα αριθμητικό μοντέλο για να προσομοιώσουν βασικές πτυχές βιολογικών, γεωλογικών και χημικών αλλαγών κατά τη διάρκεια του ύστερου αρχαίου αιώνα (πριν από 3,0-2,5 δισεκατομμύρια χρόνια) της γεωλογικής ιστορίας της Γης.
Διαπίστωσαν ότι η μεγάλης κλίμακας ηφαιστειακή δραστηριότητα αύξησε το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας, θερμαίνοντας έτσι το κλίμα και αύξησε την παροχή θρεπτικών ουσιών στον ωκεανό, τροφοδοτώντας έτσι τη θαλάσσια ζωή, η οποία με τη σειρά της αύξησε προσωρινά το ατμοσφαιρικό οξυγόνο.
Η αύξηση του οξυγόνου δεν ήταν πολύ σταθερή, ωστόσο, και ερχόταν και παρήλθε κατά ριπάς που τώρα είναι γνωστές ως αμυδρές μυρωδιές.
«Η κατανόηση του ρόλου τους είναι κρίσιμη για τον περιορισμό του χρόνου εμφάνισης φωτοσυνθετικών μικροοργανισμών. Τα περιστατικά συνάγονται από τις συγκεντρώσεις στοιχείων ευαίσθητων στα επίπεδα οξυγόνου της ατμόσφαιρας στο γεωλογικό αρχείο», δήλωσε ο επισκέπτης ερευνητής Yasuto Watanabe.
«Η μεγαλύτερη πρόκληση ήταν η ανάπτυξη ενός αριθμητικού μοντέλου που θα μπορούσε να προσομοιώσει τη σύνθετη, δυναμική συμπεριφορά των βιογεωχημικών κύκλων υπό όψιμες αρχαϊκές συνθήκες. Βασίσαμε την κοινή μας εμπειρία με τη χρήση παρόμοιων μοντέλων για άλλους χρόνους και σκοπούς, τελειοποιώντας και συνδέοντας διαφορετικά στοιχεία για να προσομοιώσουμε τη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος της ύστερης αρχαϊκής γης στον απόηχο των ηφαιστειακών γεγονότων».
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00396.html
Yasuto Watanabe, Kazumi Ozaki, Mariko Harada, Hironao Matsumoto, Eiichi Tajika. Mechanistic links between intense volcanism and the transient oxygenation of the Archean atmosphere. Communications Earth & Environment, 2025; 6 (1) DOI: 10.1038/s43247-025-02090-x
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250310134201.htm
