Jorden kan ha varit mycket mer syrerik tidigt i sin historia än vad man tidigare trott, sätta scenen för utvecklingen av komplext liv, enligt ny forskning av forskare vid University of Alberta och University of Tartu i Estland. Studien ger bevis för förhöjda syrenivåer för 2 miljarder år sedan och flyger i ansiktet med tidigare accepterade modeller.

Det internationella teamet av forskare, ledd av UAlberta-forskare, studerade en rysk borrkärna som innehåller shungit – en unik kolrik sedimentär bergart som avsattes för 2 miljarder år sedan. Materialet ger flera ledtrådar om syrekoncentrationer på jordens yta vid den tiden, inklusive slående höga nivåer av molybden, uran, och rhenium, samt förhöjda uranisotopförhållanden.

"Dessa spårmetaller tros bara vara vanliga i jordens hav och sediment när syre är rikligt, " förklarade Kaarel Mänd, en Ph.D. kandidat vid University of Alberta Department of Earth and Atmospheric Sciences och huvudförfattare till studien. "Dessa spårmetallkoncentrationer är oöverträffade i jordens tidiga historia, tyder på förhöjda nivåer av syre vid den tidpunkt då shungiten deponerades. "

Vad är förbryllande, Mänd förklarade, är att många allmänt accepterade modeller av jordens kol- och syrecykler förutspår att shungit borde ha avsatts vid en tidpunkt då syrenivåerna minskade snabbt.

"Det vi hittade motsäger den rådande uppfattningen, säger Mänd, som avslutar sin doktorsexamen under överinseende av professor Kurt Konhauser. "Detta kommer att tvinga jordvetenskapssamfundet att ompröva vad som drev kol- och syrecyklerna på den tidiga jorden."

De nya rönen ger också insikt i utvecklingen av komplext liv. Jordens "medelålder" representerar bakgrunden för uppkomsten av eukaryoter. Eukaryoter är föregångare till allt komplext liv, och kräver höga syrenivåer i sin miljö för att trivas. Denna studie stärker idén om att lämpliga förhållanden för utvecklingen av komplext liv på den tidiga jorden började mycket tidigare än man tidigare trott.

Framtida forskning kommer att undersöka förseningen mellan den initiala ökningen av syre och uppkomsten och spridningen av eukaryoter, förbli ett område för aktiv forskning, en som University of Alberta och University of Tartu forskare är väl positionerade för att hjälpa till att svara på.

Detta papper, "Paleoproterozoiska syresatta hav efter Lomagundi-Jatuli-händelsen, " publicerades i tidskriften Naturgeovetenskap .