Et internasjonalt team av geologer oppdaget i Sør-Afrika de eldste kjente "oksygenlommene" - et sted hvor allerede 2,97 milliarder år siden, 430 millioner før oksygenrevolusjonen, de første fotosyntetiske organismer levde og ga fra seg oksygen.
Det var veldig lite oksygen i atmosfæren til den unge jorden; Dagens 20% av denne gassen i luften er resultatet av fotosyntetiske planter og bakterier. Cyanobakterier, encellede fotosyntetiske organismer, var de første som ga ut oksygen. Til å begynne med ble oksygenet som ble gitt ut av dem bare brukt på oksidasjon av bergarter, men omtrent 2,5 milliarder år denne prosessen tok slutt, og oksygen begynte å samle seg i luften og oppløses i havet; denne hendelsen kalles oksygenrevolusjonen (eller katastrofe, siden arter som er tilpasset livet i en reduserende snarere enn oksiderende atmosfære som et resultat av berikelsen av oksygenatmosfæren døde).
Hoppet i oksygeninnholdet i atmosfæren til den gamle jorden bestemmes av fordelingen av svovelisotoper i sedimentære bergarter. Som en gruppe geokjemister fra Caltech oppdaget på midten av nittitallet, endret fordelingen av svovelisotoper seg dramatisk etter oksygenrevolusjonen på grunn av utseendet til et ozonlag som skjermet jorden for solens ultrafiolette stråling, noe som økte reaktiviteten til svovelisotoper og skapte den såkalte masseuavhengige distribusjonen.
Forskere lærer om aktiviteten til de første fotosyntetiske organismer før oksygenrevolusjonen ved sammensetningen av sedimentære bergarter som sakte samlet seg i "oksygenlommene". Dette er områder i nærheten av store bakteriematter, som oksygenkonsentrasjonen var nærmere moderne enn på resten av planeten. Flere slike "oksygenlommer" er kjent, i alderen 2,5 til 2,7 milliarder år; de ble funnet på alle kontinenter unntatt Antarktis. Bortsett fra karbon (fra karbondioksid), hydrogen og oksygen (fra vann), trenger de andre elementer som svovel og nitrogen. Cyanobakterier oppnådde svovel ved å redusere det fra sulfater i jorden. Bergartene som cyanobakterier levde og delt på, som bergartene dannet etter oksygenrevolusjonen, er preget av en masseuavhengig fordeling av svovelisotoper.
I fjor oppdaget et internasjonalt team av geologer fra University of Tübingen i Tyskland en stein i Pongola-naturreservatet i Sør-Afrika, fordelingen av svovelisotoper som indikerer en høy konsentrasjon av oksygen i atmosfæren allerede for 2,97 milliarder år siden, lenge før oksygenrevolusjonen fant sted. Distribusjonen av svovelisotoper i bergartene i Pongola-formasjonen gjør den pongolske "oksygenlommen" til den eldste som er kjent i dag.
Forskningen er publisert i tidsskriftet Nature Geochemistry.
Ksenia Malysheva
