Gunung Berapi Dapat Menjelaskan Keterlambatan Dalam Oksigen Bumi

Sejarah Awal Oksigen di Bumi

Letusan gunung berapi bawah laut mungkin telah tertunda oksigen dari membangun dalam suasana purba bumi selama ratusan juta tahun, kata peneliti. Temuan ini menyoroti bagaimana bumi menjadi dunia beroksigen sekarang ini, para ilmuwan menambahkan.

“Penelitian kami menunjukkan bagaimana konsentrasi tinggi zat besi di masa lalu bumi bisa fotosintesis terbatas,” kata penulis utama studi Elizabeth Swanner, sebuah geomicrobiologist di University of Tübingen di Jerman. Fotosintesis adalah proses di mana tanaman dan organisme lain mengubah sinar matahari menjadi gula, dan menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan.

Meskipun gas oksigen mendukung kehidupan saat ini membuat sekitar seperlima dari udara bumi, sangat awal dalam sejarah planet ini, oksigen adalah langka di atmosfer. Pertama kali elemen diliputi atmosfer purba bumi ke sebagian besar adalah sekitar 2,3 miliar tahun yang lalu dalam apa yang disebut Oksidasi Besar. Penelitian sebelumnya menunjukkan lonjakan ini di tingkat oksigen hampir pasti karena cyanobacteria – mikroba yang, seperti tanaman, berfotosintesis dan menghasilkan oksigen.

Namun, penelitian terbaru meneliti deposito batu kuno menyarankan bahwa oksigen mungkin transien ada di atmosfer hingga 3 miliar tahun yang lalu, ratusan juta tahun sebelum Oksidasi Besar. Ini berarti bahwa kehidupan-sinar matahari tergantung berkembang sangat awal dalam sejarah Bumi, kadang-kadang selama Arkean Era, sekitar 2500000000-4000000000 tahun yang lalu.

Tetapi jika kehidupan fotosintesis muncul bahwa awal di Bumi, maka itu adalah misteri mengapa oksigen tidak menutupi atmosfer planet sampai jauh kemudian. Studi terdahulu menunjukkan penjelasan potensial, termasuk bahwa fotosintesis awal mungkin telah menjadi proses yang tidak efisien, oksigen yang akan beracun bagi mikroba yang pertama kali diproduksi elemen, dan bahwa ada kelangkaan nutrisi penting bahwa kehidupan fotosintesis akan diperlukan untuk tumbuh.

Besi adalah salah satu nutrisi yang penting untuk kehidupan fotosintesis di lautan modern. Dan aktivitas gunung berapi bawah laut, yang umum di akhir Era Arkean sebelum Oksidasi Besar, akan disampaikan dalam jumlah besar bentuk larut besi, yang dikenal sebagai “besi berkurang,” ke lautan, Swanner dan rekan-rekannya mencatat.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang sejarah awal oksigen di Bumi, para ilmuwan meneliti efek dari besi berkurang pada jenis umum cyanobacteria modern yang dikenal sebagai Synechococcus. Saat ini, mikroba laut fotosintesis menghasilkan sekitar 12 persen oksigen bumi. Dalam percobaan laboratorium, para peneliti menemukan bahwa reaksi besi berkurang dengan oksigen dari cyanobacteria yang sebenarnya beracun bagi cyanobacterium ini, penurunan kedua tingkat pertumbuhan dan produksi oksigen. Itu karena reaksi meningkatkan kadar molekul yang disebut spesies oksigen reaktif, yang merusak sel.

Para peneliti mencatat bahwa periode kuno vulkanisme bawah laut, yang akan dirilis besi berkurang ke dalam air laut, umumnya bertepatan dengan tanda-tanda berkurang kadar oksigen dalam sedimen Arkean. Underwater, besi-sarat bulu vulkanik mungkin sementara terbatas produksi oksigen oleh keracunan mikroba penghasil oksigen, para ilmuwan menyarankan.

Ini masih belum jelas apakah besi memiliki efek yang sama pada cyanobacteria kuno seperti halnya pada rekan-rekan modern mereka. Namun, Swanner mengatakan dia pikir itu mungkin bahwa cyanobacteria awal tidak memiliki enzim untuk mendetoksifikasi spesies oksigen reaktif, membuat mereka lebih rentan terhadap molekul-molekul daripada cyanobacteria modern. “Saya pikir menggunakan cyanobacteria modern di laboratorium adalah pendekatan yang cukup konservatif,” kata Swanner LiveScience.

Penelitian di masa depan bisa mengeksplorasi bagaimana vulkanik besi mungkin telah menunda evolusi bentuk kehidupan tergantung oksigen, kata Swanner.

Baca Juga :

Mengolah Limbah Makanan Jadi Biogas

Metal Air Battery Yang Mampu Menempuh Jarak 1800Km Tanpa Isi Ulang