เหตุการณ์ Great Oxygenation อาจเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อประมาณ 2.3 สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ พันล้านปีก่อน โดย ราหุล ราว | เผยแพร่เมื่อ 10 ม.ค. 2565 13:00 น
ศาสตร์
สิ่งแวดล้อม
แม่น้ำนีเปอร์ของยูเครน
ไซยาโนแบคทีเรียขนาดมหึมาบานสะพรั่งในแม่น้ำนีเปอร์ของยูเครน ไซยาโนแบคทีเรียโบราณอาจสูบฉีดออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศของโลกยุคแรก ฝากรูปถ่าย
ชั้นบรรยากาศของโลกไม่เหมือนกับทุกวันนี้ ออกซิเจนที่สำคัญกับเราไม่ได้อยู่ที่นั่นเสมอไป อันที่จริง ในช่วงครึ่งแรกของประวัติศาสตร์โลกจนถึงปัจจุบัน ชั้นบรรยากาศของโลกอาจมีความคล้ายคลึงกันมากกับหมอกควันพิษของดาวศุกร์ โดยแทบไม่มีร่องรอยของออกซิเจนเลย
ทั้งหมดนี้เปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว
เมื่อประมาณ 2.3 พันล้านปีก่อน โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจุลินทรีย์ที่เรียกว่าไซยาโนแบคทีเรีย (cyanobacteria) ซึ่งใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง ได้เริ่มสูบฉีดออกซิเจนให้เพียงพอเพื่อสร้างสภาพพื้นผิวโลกอย่างแท้จริง เรียกว่า Great Oxygenation Event หรือ GOE
Sarah Slotznick นักวิทยาศาสตร์ Earth ที่ Dartmouth College กล่าวว่า “การเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศครั้งใหญ่ การเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมในประวัติศาสตร์ของโลกถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุด”
แต่มีคำถามมากมายที่ยังไม่ได้คำตอบว่า GOE เล่นอย่างไร และตอนนี้ การค้นพบเบาะแสในหินโบราณ การวิจัยของ Slotznick และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พลิกกลับข้อสมมติก่อนหน้านี้ของนักวิทยาศาสตร์บางส่วนเกี่ยวกับธรรมชาติของ GOE นักวิจัยสันนิษฐานว่า GOE นำหน้าด้วย “กระพือ” ของออกซิเจนในระยะแรก แต่การศึกษาใหม่นี้แสดงให้เห็นว่า GOE เกิดขึ้นในคราวเดียว ผู้เขียนศึกษาได้ตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาในวารสารScience Advancesเมื่อวันที่ 5 มกราคม
ขุดหิน
การออกเดทกับสิ่งต่างๆ ที่ห่างไกลออกไป ซึ่งแก่กว่าไดโนเสาร์ที่เก่าแก่ที่สุดถึงสิบเท่า ในช่วงเวลาที่เรียกว่า Archean นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย พืชและสัตว์ชนิดแรกจะไม่ปรากฏอีกเป็นเวลากว่าพันล้านปี ทวีปส่วนใหญ่ยังไม่ก่อตัว และส่วนใหญ่ที่ไม่รู้จักเรา
การศึกษาช่วงนี้ต้องหาหลักฐานในหินเก่ามาก ตัวอย่างเช่น หากมีออกซิเจนในบรรยากาศ มันจะทำปฏิกิริยากับสิ่งของในหิน โดยทิ้งรอยนิ้วมือให้นักธรณีวิทยาได้ค้นพบ หรือถ้าหินอยู่ใต้มหาสมุทร บรรยากาศจะทำปฏิกิริยากับสิ่งของในทะเล และผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะจมลงสู่ก้นทะเลและอยู่ที่นั่น
เมื่อออกซิเจนมาถึง เหล็กในหินจะกลายเป็นเหล็กออกไซด์ ซึ่งเราเรียกว่าสนิม องค์ประกอบอื่นๆ เช่น โมลิบดีนัม รีเนียม และกำมะถัน ก็แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงเช่นกัน แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่ค่อยแน่ใจเสมอไปว่าอะไรเป็นตัวขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น
David Johnstonนักวิทยาศาสตร์โลก
ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้กล่าวว่า “บันทึกทางธรณีวิทยาเป็นเพียงภาพรวมของประวัติศาสตร์โลก เท่านั้น “ยิ่งย้อนเวลากลับไปมากเท่าไหร่ บันทึกเหล่านี้ก็ยิ่งสมบูรณ์น้อยลงเท่านั้น”
แต่ถ้าคุณมองถูกที่ คุณจะพบหินในส่วนที่เก่าแก่ที่สุดของทวีป หินที่เก่าแก่พอที่จะแสดงลายเซ็นเหล่านี้ ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ลายเซ็นเหล่านั้นชี้ไปที่จุดเริ่มต้นเดียวสำหรับ GOE: ประมาณ 2.3 พันล้านปีก่อน
[ที่เกี่ยวข้อง: เพชรมีเศษบรรยากาศโบราณของโลก ]
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังรายงานฉบับล่าสุดนี้ สถานที่ที่เหมาะสมคือภูมิภาค Pilbara ทางตอนเหนือของรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย โขดหินอาจรักษาหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดที่มีชีวิตบนโลก ซึ่งเป็นฟอสซิลขนาดเล็กเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน
เที่ยวหัวหิน
ในปี 2547 ความพยายามของ NASA ที่ได้รับการสนับสนุนจาก NASA ในการตัดกระบอกสูบที่เรียกว่าแกนสว่านจาก Mount McRae Shale ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของ Pilbara ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้เป็นอย่างดี “เราใช้คำนี้ ‘สงวนไว้’ คล้ายกับที่คุณพูดถึงข้อความโบราณที่เก็บรักษาไว้” Slotznick กล่าว ข้อความของมันไม่ได้ถูกลบด้วยความร้อนสูงและเนื้อหาก็ไม่ได้ถูกบีบอัดด้วยภูเขาที่เพิ่มขึ้น
และจอห์นสตันกล่าวว่าหินดินดานเป็น “รสชาติที่เหมาะสม” ในการจับภาพมหาสมุทรเบื้องบน
หลังจากที่แกนนี้ถูกดึงออกจากพื้น นักวิทยาศาสตร์ได้หวีขึ้นและลงเพื่อดูหินตามจุดต่างๆ ในประวัติศาสตร์ ในปี 2550 นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบกำมะถัน โมลิบดีนัม และรีเนียมประกาศว่าพวกเขาพบหลักฐานของออกซิเจนในตัวอย่างนี้—ตั้งแต่ก่อน GOE
ในขณะที่ GOE ได้รับการจัดตั้งขึ้นมาเป็นเวลาหลายสิบปี ณ จุดนี้ ความคิดที่ว่าออกซิเจนอยู่ในบรรยากาศมาก่อนนั้นเป็นเรื่องใหม่ มันบ่งชี้ว่า GOE อาจไม่ใช่เหตุการณ์เดียว แต่บางทีอาจนำหน้าด้วย “เสียงกระอักกระอ่วน” ที่เกิดขึ้นเมื่อ 50 ล้านปีก่อน
และในช่วงหลายปีนับแต่นั้นมา “เสียงกระเพื่อม” เหล่านี้ก็ได้รับการยอมรับจากชุมชน “พวกเขากำลังเริ่มสอนในชั้นเรียนธรณีศาสตร์เบื้องต้น นั่นคือสิ่งที่ฉันจะพูด” Slotznick กล่าว
ย้อนชมโขดหิน
ในทศวรรษครึ่งที่ผ่านมา แกนสว่าน Mount McRae Shale ตัวเดียวกันนั้นเป็นหัวข้อของเอกสารที่แตกต่างกันกว่าครึ่งโหล หลายคนมองว่าการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ซีลีเนียม หรือโลหะหนัก เช่น ออสเมียมและปรอท แต่เคมีที่อยู่เบื้องหลังสิ่งที่นักวิจัยเห็นมักไม่ค่อยเข้าใจ และนักวิทยาศาสตร์ไม่ค่อยแน่ใจว่าสัญญาณนั้นหมายถึงอะไร
เพื่อความชัดเจน Slotznick และเพื่อนร่วมงานของเธอจึงตัดสินใจลงมือทำ พวกเขาเก็บตัวอย่างของตัวเองจากแกนนั้นและทำการทดสอบหลายครั้ง ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบตัวอย่างหินด้วยซินโครตรอน ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่สว่างมาก โดยเฉพาะรังสีเอกซ์
สิ่งที่พวกเขาพบคือหลักฐานใหม่ที่เผชิญกับทฤษฎี “กระพือ” เหตุการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับ GOE ได้สร้างลายเซ็นที่การศึกษาก่อนหน้านี้ดูเหมือนจะเข้าใจผิดว่าเป็น “กระพือปีก” ตัวอย่างเช่น โมลิบดีนัมที่มีความสำคัญต่อการสร้างแนวคิดเรื่อง “กระพือปีก” Slotznick และผู้เขียนร่วมคิดว่าที่จริงแล้วมาจากภูเขาไฟ
“สิ่งนี้นำเสนอความท้าทายที่น่าเกรงขามต่อการโต้แย้งเรื่อง ‘กระพือ’ ของออกซิเจนภายใน Mount McRae [Shale]” จอห์นสตันกล่าว “และเป็นแผนงานที่ยอดเยี่ยมสำหรับวิธีทดสอบสมมติฐานเหล่านี้ในอนาคต”
การก้าวไปข้างหน้าไม่ได้หมายถึงการเรียนรู้เพิ่มเติมเท่านั้น หมายความว่างานวิจัยนี้จะช่วยตีความข้อมูลอื่นๆ บางส่วนที่มาจากหินก้อนนี้ซ้ำอีกครั้งในช่วงหลายปีที่ผ่านมา
สำหรับ Slotznick เธอกำลังวางแผนที่จะย้อนกลับไปดูบทดั้งเดิมนี้ในประวัติศาสตร์ของโลกด้วยแกนสว่านอื่น ๆ จากส่วนอื่น ๆ โดยเฉพาะส่วนโบราณของหินของโลก: แอฟริกาใต้
“ฉันคิดว่ามันเป็นช่วงเวลาที่น่าทึ่ง” เธอกล่าว “มีหลายสิ่งหลายอย่างที่สามารถเรียนรู้และเจาะลึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเราพยายามทำความเข้าใจว่าเกิดจากอะไร ซึ่งเป็นคำถามใหญ่” สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
