markdown-muotoinen blogisisältö

Joten tässä on jotain villiä pohdittavaksi seuraavan kerran, kun hengität rauhassa (sanaleikki on ehdottomasti tarkoituksellinen): Maa ei melkein selvinnyt.

Ei, tosissaan. Noin 2,3 miljardia vuotta sitten planeettamme kävi läpi niin kutsutun suuren hapettumisen tapahtuman – hetken, jolloin happi muuttui pysyväksi osaksi ilmakehää sen sijaan, että se olisi vain leijunut siellä pieninä, ohimenevinä määrinä. Se oli valtava juttu. Sellainen planeetan muutos, joka saa sinut ihmettelemään, miten mikään on selvinnyt hengissä.

Mutta tässä on se asia, joka hämmenti tutkijoita vuosikymmeniä: tuon massiivisen happilisäyksen jälkeen, miten Maa onnistui pitämään tarpeeksi happea jäljellä ylläpitääkseen elämää? Tarkoitan, ettei planeettaa voi vain täyttää kaasulla ja odottaa, että se pysyy siellä ikuisesti. Maapallolla tapahtuu jatkuvasti niin paljon kemiaa, joka haluaisi kuluttaa kaiken tuon arvokkaan hapen.

No, tutkijat ovat juuri löytäneet, mikä saattaa olla vastaus – ja se on rehellisesti sanottuna melko kaunis.

Muinaisen valtameren ovela temppu

Tiedeyhteisön tutkijaryhmä, mukaan lukien geologi Andrey Bekker UC Riversidestä, tutki tarkasti erittäin vanhoja kiviä Etelä-Afrikasta. Ja tarkoitan erittäin vanhoja. Puhumme yli kahden miljardin vuoden ikäisistä kivistä, ihmiset. Nämä eivät ole vain kiviä – ne ovat käytännössä aikakapseleita, jotka kantavat salaisuuksia siitä, millaista Maa oli silloin, kun hengittämämme ilma oli vielä suhteellisen uusi keksintö.

He löysivät palautekytkennän, joka on niin tyylikäs, että se saa melkein luulemaan, että planeetta oli suunnitellut tämän alusta asti (mikä on tietysti mahdotonta, planeetat eivät suunnittele asioita, mutta ymmärrät mitä tarkoitan).

Näin se toimi:

Kun happi alkoi kertyä ilmakehään, se reagoi valtamerien kanssa tavalla, joka lisäsi niin kutsuttuja sulfaattipitoisuuksia. Sulfaatti ei ehkä kuulosta yhtä jännittävältä kuin happi tai hiili, mutta se osoittautui uskomattoman tärkeäksi. Näetkö, tietyt mikrobit rakastavat sulfaattia. Ne käyttävät sitä orgaanisen aineksen hajottamiseen tavalla, joka vapauttaa fosforin takaisin veteen.

Fosfori on periaatteessa biologisen maailman "kultainen keskitie" -ravinte: liian vähän, eikä mikään kasva; liian paljon, ja asiat menevät hallitsemattomiksi. Mutta tämä muinainen kierrätysjärjestelmä piti fosforin juuri oikeissa määrin saatavilla.

Kun fosforia oli enemmän leijumassa vedessä, enemmän elämää pystyi kukoistamaan. Ja kun elämää on enemmän, enemmän orgaanista hiiltä hautautuu merenpohjan sedimentteihin sen sijaan, että se mädänisi ja kuluttaisi kaiken tuon ihanan hapen. Se on kuin planeetta olisi löytänyt tavan säästää luomaansa happea lukitsemalla hiilen talteen sen sijaan, että se antaisi sen hajota.

Mitä enemmän opin tästä, sitä vakuuttuneemmaksi tulen siitä, että Maa on suorittanut todella vaikuttavia luonnoninsinööriprojekteja miljardien vuosien ajan.

Miksi tämä löydös muuttaa kaiken

Tässä on se todella kiehtova osa: tutkijat kehittivät uuden tekniikan tutkimaan näitä muinaisia kiviä, mikä antaa meille paljon selkeämmän kuvan kuin aiemmin.

Aiemmat tutkimukset pystyivät mittaamaan, kuinka paljon fosforia muinaisissa kivissä oli, mutta ne eivät kyenneet erottamaan toisistaan sitä fosforia, jota organismit todella pystyivät käyttämään, ja sitä fosforia, joka oli lukittu mineraaleihin ja oli täysin saavuttamattomissa millekään elävälle olennolle.

Uusi lähestymistapa? He liuottivat kiviä pala palalta, mineraali mineraalilta, erottaen käyttökelpoisen fosforin siitä aineesta, joka oli käytännössä vangittu kiveen. Tämä on valtava juttu, koska se on kuin ero sen tiedon välillä, että planeetalla on vettä, ja sen tiedon välillä, kuinka paljon vettä on todella juomakelpoista.

"Voimme nyt erottaa organismeille saatavilla olleen fosforin siitä fosforista, joka oli käytännössä lukittu talteen", Bekker selitti. "Se antaa meille paljon selkeämmän kuvan muinaisten valtamerien ravinnepitoisuuksista kuin aiemmin."

Ja rehellisesti sanottuna, se on juuri sellaista tieteellistä edistystä, josta rakastan lukea. Ei vain vastauksen löytämistä, vaan parempien työkalujen kehittämistä, jotta voitaisiin edes esittää oikeat kysymykset.

Maan kivinen suhde happeen

Yksi tämän tutkimuksen ajatuksia herättävimmistä seurauksista on, että Maan happohistoria on saattanut olla paljon dramaattisempi kuin oletimme.

Tutkijat luulivat aiemmin, että suuren hapettumisen tapahtuman jälkeen happitasot pysyivät todennäköisesti suhteellisen vakaina – ne vain lisääntyivät hitaasti ajan myötä, kunnes esimerkiksi eläimet saattoivat kehittyä. Mutta jos tämä fosforin kierrätysjärjestelmä loi tällaisia palautekytkentöjä, happitasot saattoivat kokea suuria heilahteluja kymmenien tai jopa satojen miljoonien vuosien aikana.

Pohdi sitä hetki. Maan ilmakehä ei ollut vain tämä asteittainen, tasainen eteneminen kohti enemmän happea. Se oli todennäköisesti enemmänkin kuin vuoristorata, jossa oli kaikenlaisia huippuja ja laaksoja.

Ja tämä on tärkeää, koska se herättää mielenkiintoisen kysymyksen: jos happea oli saatavilla näin pitkiä aikoja, miksi monimutkaisen elämän ilmestyminen kesti niin kauan? Meillä on näitä kauniita miljardia vuotta vanhoja happipitoisia valtameriä, mutta kesti vielä pari miljardia vuotta, ennen kuin mikään yksisoluisia organismeja monimutkaisempi tuli paikalle.

Ehkä happi ei ollutkaan se rajoittava tekijä. Ehkä jokin muu piti esityksen viivillä. Se on sellaista tieteellistä mysteeriä, joka pitää tutkijat valveilla öisin, ja en malta odottaa, mitä he löytävät seuraavaksi.

Miksi sinun pitäisi välittää?

Tiedän, mitä ajattelet: "Hienoa tiedettä, mutta mitä tästä on minulle merkitystä?"

Tässä on syy: ymmärtäminen, miten Maa ylläpiti elämälle suotuisia olosuhteita, on periaatteessa ensimmäinen askel siinä selvittämisessä, mikä tekee planeetasta elinkelpoisen. Ja jos olemme etsimässä potentiaalisesti elinkelpoisia maailmoja muiden tähtien ympäriltä, tällaisten palautemekanismien, kuten fosforikiertokulun, tunteminen voi auttaa meitä tunnistamaan, millä planeetoilla on tarvittavat edellytykset.

Lisäksi tässä on jotain syvästi nöyräksi tekevää ja ihmeellistä: tajuta, että ilmakehämme – jotain, ilman jota emme kirjaimellisesti selviäisi edes muutamia minuutteja – on miljardien vuosien monimutkaisten kemiallisten ja biologisten tanssiliikkeiden tulos. Jokainen hengityksesi yhdistää sinut muinaisiin valtameriin, miljardeja vuosia sitten eläneisiin mikrobeihin ja planeetan järjestelmään, joka keksi, miten pitää itsensä elossa pelkällä kemiallisella sitkeydellä.

Se on aika hämmästyttävää, kun sitä miettii.

Joten seuraavan kerran, kun otat syvän hengityksen, saatat antaa pienen nyökkäyksen niille muinaisille valtamerille, jotka auttoivat tekemään sen mahdolliseksi. Ne tekivät kovan työn pitääkseen Maan elinkelpoisena jo kauan ennen kuin kukaan oli paikalla arvostamassa sitä.

Lähde: ScienceDaily