حدث «الأكسدة الكبير».. عملية ديناميكية وهبت الحياة للأرض

بدأ الغلاف الجوي للأرض في تجميع مستويات كبيرة من الأكسجين الحر (O2) لأول مرة منذ حوالي 2.5 مليار سنة، مما مهد الطريق لتطور الحياة المعقدة.

ويُنظر إلى هذه الظاهرة، المعروفة باسم حدث الأكسدة العظيم (GOE)، على أنها عملية مباشرة، ومع ذلك، يكشف البحث الجديد المنشور في دورية "نيتشر"، الذي أجراه تشادلين أوستراندر، عالم الكيمياء الجيولوجية في جامعة يوتا، أنها كانت أكثر تعقيدا، واستمرت لمدة 200 مليون سنة على الأقل، وتضمنت تقلبات كبيرة.

• تسجيل إشارة راديو من خارج الأرض.. صدفة تمهد للإنجاز

ولفهم ما فعله أوستراندر ورفاقه، تخيل أنك تحاول أن تفهم كيف تم طلاء المنزل، فأنت تعلم أنه طُلي الآن، لكنك لا تعرف كيف تمت العملية، وهل تمت كلها مرة واحدة، أم كانت هناك مراحل عدة مع فترات توقف بينها، ولمعرفة ذلك، عليك أن تقرر فحص طبقات الطلاء والقرائن الأخرى التي تم تركها أثناء عملية الطلاء.

وبالمثل، يهدف الباحثون إلى فهم كيفية تراكم الأكسجين الحر (O2) لأول مرة في الغلاف الجوي للأرض والمحيطات منذ حوالي 2.5 مليار سنة، وأرادوا معرفة ما إذا كانت هذه العملية سلسة ومستمرة، أم أنها حدثت على مراحل مع تقلبات.

وبالعودة إلى المثال التوضيحي، تخيل أنك قمت بتقشير طبقات الطلاء من أجزاء مختلفة من المنزل لترى التسلسل الذي تم تطبيقها به، وبالمثل جمع الباحثون عينات من الصخر الزيتي البحري من مجموعة ترانسفال الفائقة في جنوب أفريقيا، وتشبه هذه الصخور طبقات من الصخور الرسوبية القديمة التي تحافظ على البصمات الكيميائية من الماضي.

وكما يمكن تحليل طبقات الطلاء بحثا عن ألوان وأنواع مختلفة من الطلاء لفهم الجدول الزمني للطلاء، فإن الباحثين حللوا عينات الصخر الزيتي بحثًا عن نظائر الثاليوم (Tl) المستقرة والعناصر الحساسة للأكسدة والاختزال، حيث يمكن لهذه البصمات الكيميائية أن تخبرنا عن مستويات الأكسجين بالمحيطات في أوقات مختلفة.

وقارن الباحثون النتائج التي توصلوا إليها مع البيانات التاريخية من الدراسات السابقة، بما في ذلك توقيعات نظائر الكبريت من السجلات الرسوبية الأخرى، والتي تشير إلى مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي.

ولنفترض أنك وجدت أن بعض طبقات الطلاء أكثر سمكًا في بعض الأماكن وأرق في أماكن أخرى، مما يشير إلى أن عملية الطلاء توقفت وبدأت أكثر من مرة.

فقد وجد الباحثون بالمثل، أن نسب نظائر الثاليوم والعناصر الحساسة للأكسدة والاختزال، أظهرت تقلبات في مستويات الأكسجين في المحيط، يشير إلى أن أكسجة المحيطات (والجو) حدثت بشكل متقطع، وليس كحدث سلس واحد.

وخلص الباحثون إلى أن الارتفاع الأولي للأكسجين في الغلاف الجوي للأرض والمحيطات كان ديناميكيا، مع مراحل متعددة من الأوكسجين ونزع الأكسجين على مدى 200 مليون سنة على الأقل.

ويقول تشادلين أوستراندر، عالم الكيمياء الجيولوجية في جامعة يوتا، إن فهم كيفية تقلب مستويات الأكسجين يساعد العلماء على فهم الظروف التي أدت إلى ظهور الحياة المعقدة على الأرض.