كيف تكونت طبقة الأكسجين على الأرض.. دراسة تجيب

كشفت دراسة جديدة أن دوران الأرض بدأ في التباطؤ منذ حوالي 2.4 مليار سنة، وربما أدى ذلك إلى نمو الأكسجين على الكوكب.

وبحسب صحيفة "ديلي ميل" البريطانية، فقد اقترح فريق من العلماء بقيادة باحثين من جامعة ميشيجان أن تباطؤ دوران الأرض أدى إلى ضوء النهار الطويل الذي دفع البكتيريا إلى إنتاج كميات كبيرة من الأكسجين.

وتم اختبار النظرية في بحيرة هورون في ميشيجان، حيث قام الباحثون بتحليل المجتمعات الميكروبية على بعد 80 قدمًا تحت سطح الماء الغني بالكبريت ومنخفض الأكسجين.

وتعد البكتيريا ذات الألوان الزاهية ، والتي تسمى البكتيريا الزرقاء، أمثلة قريبة للكائنات وحيدة الخلية التي شكلت مستعمرات تشبه الحصير منذ مليارات السنين، وتغطي سطح الأرض وقاع البحر.

وأحضر الباحثون قطعًا من الحصائر المليئة بالبكتيريا إلى السطح، حيث تعرضوا لكميات متفاوتة من الضوء لمدة 26 ساعة - ووجدوا أن المزيد من الضوء المستمر تسبب في إنتاج الميكروبات للمزيد من الأكسجين، حيث  استنشقت الميكروبات ثاني أكسيد الكربون، وفي حالة البكتيريا الزرقاء، أنتجت الأكسجين في أقرب شكل من أشكال التمثيل الضوئي.

وكشفت هذه النتائج عن ارتباط لم يُنظر إليه من قبل بين تاريخ أكسجة الأرض ومعدل دورانها، كما شارك الفريق في بيان صحفي.

وقال جريجوري ديك، عالم الأحياء الدقيقة في جامعة ميشيجان، وهو أحد مؤلفي الدراسة المطابقين ، في بيان: "كان السؤال الدائم في علوم الأرض هو كيف حصل الغلاف الجوي للأرض على الأكسجين ، وما هي العوامل التي تم التحكم فيها لتكوين هذه الطبقات من الأكسجين".

وتابع "يشير بحثنا إلى أن معدل دوران الأرض - بمعنى آخر ، طول النهار - ربما كان له تأثير مهم على نمط وتوقيت أكسجة الأرض".

وتوضح الدراسة ، التي نُشرت يوم الإثنين في مجلة Nature ، أن فترة دوران الأرض ربما كانت منخفضة إلى ست ساعات عندما كان عمرها حوالي أربعة مليارات سنة، لكنها تباطأت تدريجيًا إلى 24 ساعة التي نعيشها اليوم ، مما أثار فكرة الدراسة.

منذ حوالي 2.4 مليار سنة ، كان هناك القليل جدًا من الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض لدرجة أنه بالكاد يمكن قياسه، لذلك لا يمكن لأي حيوان أو حياة نباتية مثل التي نعرفها أن تعيش.

كانت معدلات الأكسجين منخفضة جدًا في البداية ، ولكن في حوالي 400 مليون سنة ، ذهب الغلاف الجوي للأرض إلى عُشر كمية الأكسجين التي لدينا الآن - قفزة هائلة ، كما قالت المؤلفة الرئيسية للدراسة ، جوديث كلات ، عالمة الكيمياء الحيوية في ماكس.

وقالت إن انفجار الأكسجين سمح للنباتات والحيوانات بالتطور، مع انضمام نباتات أخرى الآن إلى حفلة صنع الأكسجين.

مع وضع هذا في الاعتبار، انطلق الفريق لمعرفة مصدر اندفاع الأكسجين وبدأ في النظر إلى حوض الجزيرة الأوسط في بحيرة هورون.