מדענים שחקרו מיקרו מטאוריטים, אבק-חלל, חשפו את הרכב האטמוספירה של כדור הארץ לפני 2.7 מיליארד שנים וגילו כי השכבה העליונה שלה הכילה הרבה חמצן, זמן רב לפני היצורים החד תאיים הראשונים שהשתמשו בפוטטסינתיזה
מדענים אוסטרלים שחקרו את מיקרו המטאוריטים (אבק חלל) העתיקים ביותר שנמצאו הביאו לגילוי מפתיע אודות הכימיה של אטמוספירת כדור הארץ לפני 2.7 מיליארד שנים.
הממצאים של המחקר החדש פורסמו בכתב העת נייצ’ר במאמר בהובלתו של ד”ר אנדרו טומקינס וצוות מביה”ס למדעי כדור הארץ, האטמוספירה והסביבה באוניברסיטת מונאש ביחד עם מדענים מהסינכוטרון האוסטרלי ואימפריאל קולג’ בלונדון. החוקרים מאתגרים את ההשערה המקובלת על כך שהאטמוספירה היתה באותה תקופה דלה בחמצן. הממצאים מראים במקום זאת כי האטמוספירה העליונה של כדור הארץ הכילה את אותו שיעור חמצן כמו היום, וכי שכבת אובך מתאן הפרידה את השכבה העשירה בחמצן מהשכבה התחתונה של האטמוספירה שהיתה דלת חמצן.
ד”ר טומקינס מסביר כיצד חילצו אנשי הצוות מיקרו מטאוריטים מדגימות אבן גיר עתיקות שנאספו באיזור פילבארה במערב אוסטרליה ונחקרו בבמרכז מונאש למיקרסוקפית אלקטרון באוניברסיטת מונאש ובסינכוטרון האוסטרלי.
“בזכות השימוש במיקרוסקופ המתקדם ביותר גילינו כי מרבית המיקרו מטאוריטים היו פעם חלק מקבוצת מטאוריטים ברזליים ואשר הברזל שבתוכם הפך לתחמוצות ברזל באטמוספירה העליונה, דבר שהעיד על ריכוז גדול מהצפוי של חמצן” אמר ד”ר טומקינס.
“אלו היו ממצאים מרגשים משום שזו הפעם הראשונה שמישהו מצא דרך לדגום את הכימיה של האטמוספירה העליונה” אמר.
ד”ר מתיו גנג’ – מומחה באבק קוסמי מודרני ביצע חישובים שהראו כי ריכוז החמצן באטמוספירה העליונה חייב היה להיות קרוב לרמותיו כיום כדי להסביר את התצפיות.
“זו היתה הפתעה, כי ההערכה המבוססת זה מכבר אומרת כי האטמוספירה התחתונה של כדור הארץ היתה עניה מאוד בחמצן לפני 2.7 מיליארד שנים; השאלה מהיכן הגיע כל כך הרבה חמצן לאטמוספירה העליונה לפני הופעתם של אורגניזמים פוטוסינתטיים היתה חידה אמיתית,” אמר ד”ר ג’נג’.
ד”ר טומקינס הסביר כי תוצאות המחקר מרמזות על כך שבאותו הזמן האטמוספירה היתה מסודרת בצורה שכבתית עם ערבוב אנכי נמוך, ורמות גבוהות יותר של חמצן באטמוספירה העליונה יוצרו מפירוק של פחמן דו-חמצני על ידי אור על-סגול.
“הסבר אפשרי לשיכוב האטמוספירה היתה שכבת אובך מתאן בגובה בינוני. המתאן קלט אור על-סגול, שחרר חום ויצר איזור חם באטמוספירה שמנע ערבוב אנכי.” אמר ד”ר טומקינס.
“מדהים לחשוב כי באמצעות חקר חלקיקים מאובנים של אבק חללי ברוחב של שערת אדם, אנחנו יכולים להשיג תובנות חדשות על ההרכב הכימי של האטמוספירה העליונה של כדור הארץ, לפני מיליארדי שנים.” הוסיף ד”ר טומקינס.
“השלב הבא של המחקר שלנו יהיה לחלץ מיקרו מטאוריטים מתוך סדרה של סלעים המכסה למעלה ממיליארד שנים של ההיסטוריה של כדור הארץ על מנת ללמוד עוד על השינויים בכימיה האטמוספרית והרכבה על פני פרקי זמן גיאולוגיים. אנו נתמקד בעיקר באירוע החמצון הגדול אשר התרחש לפני 2.4 מיליארד שנים כאשר חלה קפיצה פתאומית בריכוז החמצן באטמוספרה התחתונה.”
תגובה אחת
יתכן כי החמצן היה חלק ממרכיבי ענן החומר שממנו התגבש כדה”א.
הסברה המקובלת היא, שענן החומר נוצר בפיצוץ סופרנובה של כוכב מהדור שקדם לשמש.
החמצן הנו חלק מתוצרי הבעירה הגרעינית של הכוכב שהתפוצץ, בשכבות הביניים שעופות את הליבה. שכבת החמצן-פחמן הנה שארית משלב היתוך מוקדם יותר, לפני שלב הבעירה האחרון (קובלט לברזל) האחרון לפני פיצוץ הסופרנובה.
מכיוון שנצילות הבעירה (האטומית) אינה מושלמת, נפלטים חלק מהיסודות הנוצרים בבעירה אל שכבות חיצוניות ואינם ממשיכים בבעירה בליבת הכוכב, היוצרת את היסודות הכבדים יותר.