Το μοντέλο δίνει σαφέστερη ιδέα για το πώς το οξυγόνο ήρθε να κυριαρχήσει στην ατμόσφαιρα της Γης

Ένα μοντέλο που προσομοιώνει δισεκατομμύρια χρόνια ιστορίας της γης υποδηλώνει ότι η τρέχουσα ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο που αναπτύχθηκε από μια πρώιμη ατμόσφαιρα που ήταν πλούσια σε μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Ο βασικός παράγοντας ήταν η αύξηση της ποσότητας του διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρα που παράγεται από ηφαιστειακές εκρήξεις. Αυτή η άνοδος στο διοξείδιο του θείου δημιούργησε μια «θειική θολική θολότητα» που προκάλεσε λιγότερο ηλιακό φως στην επιφάνεια της γης. Το φαινόμενο ψύξης επιβράδυνε τον ρυθμό με τον οποίο το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα χωρίστηκαν από το φως του ήλιου. Αυτό επέτρεψε τη συσσώρευση περισσότερου μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που με τη σειρά του οδήγησε σε αύξηση των επιπέδων οξυγόνου.

Η πρώιμη ατμόσφαιρα της Γης

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης έχει αλλάξει δραματικά κατά τη διάρκεια της ιστορίας της. Η πρώιμη ατμόσφαιρα θεωρείται πλούσια σε μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο. Υπήρχε επίσης κάποιο άζωτο, αλλά πολύ μικρό οξυγόνο.

Αυτή η πρώιμη ατμόσφαιρα ήταν αναερόβια, που σημαίνει ότι δεν είχε οξυγόνο. Αυτό κατέστησε αδύνατο για τις περισσότερες μορφές ζωής που γνωρίζουμε σήμερα για να επιβιώσουμε. Ωστόσο, υπήρχαν κάποια αναερόβια βακτήρια που ήταν σε θέση να ευδοκιμήσουν σε αυτό το περιβάλλον.

Με την πάροδο του χρόνου, η σύνθεση της ατμόσφαιρας άρχισε να αλλάζει. Το επίπεδο του μεθανίου και του διοξειδίου του άνθρακα μειώθηκε, ενώ το επίπεδο οξυγόνου αυξήθηκε. Αυτή η αλλαγή προκλήθηκε από την άνοδο των φωτοσυνθετικών βακτηρίων. Αυτά τα βακτήρια χρησιμοποίησαν την ενέργεια από το φως του ήλιου για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε οξυγόνο.

Η άνοδος του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα επέτρεψε να εξελιχθούν οι αεροβικοί οργανισμοί. Οι αεροβικοί οργανισμοί είναι οργανισμοί που απαιτούν οξυγόνο για να επιβιώσουν. Αυτοί οι οργανισμοί ήταν σε θέση να ευδοκιμήσουν στη νέα ατμόσφαιρα και τελικά έγιναν οι κυρίαρχες μορφές ζωής στη γη.

Ο ρόλος του διοξειδίου του θείου

Το νέο μοντέλο υποδηλώνει ότι η άνοδος του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα δεν ήταν απλώς θέμα φωτοσυνθετικών βακτηρίων που μετατρέποντας το διοξείδιο του άνθρακα σε οξυγόνο. Περιλάμβανε επίσης μια αλλαγή στην ποσότητα του διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρα.

Το διοξείδιο του θείου είναι ένα αέριο που παράγεται από ηφαιστειακές εκρήξεις. Στην πρώιμη ατμόσφαιρα, υπήρχε πολύ μικρό διοξείδιο του θείου. Αυτό σήμαινε ότι το φως του ήλιου ήταν σε θέση να φτάσει στην επιφάνεια της γης απρόσεκτη.

Καθώς το επίπεδο της ηφαιστειακής δραστηριότητας αυξήθηκε, η ποσότητα του διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρα αυξήθηκε επίσης. Αυτό δημιούργησε ένα "θειικό αερολύμα" που μπλοκάρει μερικά από το φως του ήλιου. Η επίδραση ψύξης αυτής της ομίχλη επιβραδύνει τον ρυθμό με τον οποίο το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα χωρίστηκαν από το φως του ήλιου. Αυτό επέτρεψε τη συσσώρευση περισσότερου μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που με τη σειρά του οδήγησε σε αύξηση των επιπέδων οξυγόνου.

Το μοντέλο υποδηλώνει ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ των φωτοσυνθετικών βακτηρίων και του διοξειδίου του θείου ήταν ο βασικός παράγοντας για την ανάπτυξη της πλούσιας σε οξυγόνο της Γης.

Οι συνέπειες του μοντέλου

Το νέο μοντέλο έχει αρκετές συνέπειες για την κατανόηση της ιστορίας της Γης. Προτείνει ότι η άνοδος του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ήταν μια πιο σταδιακή διαδικασία από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί. Προτείνει επίσης ότι η σύνθεση της ατμόσφαιρας μπορεί να ήταν πιο μεταβλητή στο παρελθόν από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί.

Το μοντέλο έχει επίσης επιπτώσεις στην κατανόηση της εξέλιξης της ζωής στη γη. Προτείνει ότι η άνοδος του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα μπορεί να ήταν μια απαραίτητη προϋπόθεση για την εξέλιξη των σύνθετων μορφών ζωής.

Συμπέρασμα

Το νέο μοντέλο παρέχει μια πιο λεπτομερή και ολοκληρωμένη εξήγηση για την ανάπτυξη της πλούσιας σε οξυγόνο της γης ατμόσφαιρα. Είναι μια πολύτιμη συμβολή στην κατανόηση της ιστορίας της Γης και στην εξέλιξη της ζωής.