分享

如果时间旅行者能够冒险回到古老的地球,在现在大约三亿年的时间说,他们会聪明地带来生活支持。那是因为当时这个星球有这么少的氧气,他们会很快窒息。没有透气空气,时间探险者不会在足够长的时间里存活,以见证早期地球的另一个特殊性 - 太阳可能每16到17个小时升起。现在,一个新的理论认为,短期和最小氧气之间的重叠可能不仅仅是纯巧合。

研究人员在地球的氧气似乎随着时间的推移而令人困惑的方式困惑。这个星球开始几乎没有氧气,但随后似乎突然跳跃到大约20亿年前的当前丰富的百分之几 - 这一集会被称为巨大的氧化事件。

接下来,氧气平衡为泰夏山科学家称之为无聊的亿年,在另一个急剧增加之前。我们可以谢谢所有这些透气的氧气吗?生物学家承担信贷应该去光合的微生物,在阳光下释放氧气的同时释放氧气。

除了时序都是错误的。这种微生物可能在超出第一个氧气跳跃之前很久就能发展,并不清楚在无聊的亿中可能会减慢它们。

“如果含氧光合作用驱动氧气的增加,那么为什么它会停止增加这么长的时间并重新启动?”说arjun chennu,德国莱布尼兹热带海洋研究中心的生态学家和数据科学家。

月球如何含氧地球

多年来,许多想法已经出现解释氧气跳跃。浸泡氧气的火山气体可能会减少。或许早期的环境缺乏蓝细菌(产生那些产生的微生物)所必需的营养素。

但一个暗示巧合激起了这种好奇心朱迪思克拉特现在,Max Planck海洋微生物学研究所的微生物学家:随着氧气水平上升,日子越来越长。

[有关的:世界各地的湖泊正在失去氧气]

靠近其存在的开始,地球完成了完全旋转每六个小时一次或者。但随着海洋形成的,月亮的引力拉在地壳上来回落下那些海洋,摩擦已经逐步将行星旋转延长到我们现在的24小时(并且日子继续延长,不断增长一十千分之一每年的一秒钟)。

但是,极度逐渐放缓并不恒定。一个普通理论拥有两种类型的潮汐,其中一些在海洋和大气中的其他潮汐可能相互反对并在21小时稳定地持续时间,这可能是十亿年的休战,这种休战与无聊的亿元相吻合,氧气增加了它的增加。

KLATT接近了Chennu来解决时代的微生物可能会回应更长的日子的细节。从密歇根大学的博士后工作,她熟悉微生物垫,毫米薄的蓝藻层和众多其他有机体,围绕沿海岩石和沉积物,占地球的大部分历史。她怀疑他们的氧气产量可能依赖于日间长度。

Chennu型号提出了它所做的。至关重要的是,氧气生产取决于日光改变的快速。当地球周围旋转太快时,在黄昏的来源之前,蓝藻不能升起他们的最大氧气生产。但随着地球的日常轮换减缓,他们能够实现其全部氧气产生的潜力。

“这是一个非常小的效果,但在数百万年的每个阳光下工作,它可以产生我们认为具有重要意义的变化,”Chennu说。该团队周一刊登了他们的结果自然地球科学

为了测试他们的简单模型,反对现实的混乱,潜水员从休伦湖中检索了样品微生物垫。这些是具有许多类型的微生物的复杂菌落,包括一些与蓝色细菌竞争的粉碎,用于在垫子顶部的粉末吸收位置。

水下,潜水员接近一个看起来像巨型生牛排的红色和白色垫子。
像赫尔龙湖中岛下沉的微生物垫,帮助研究人员测试他们的假设。Phil Hartmeyer,Noaa Thunder Bay国家海洋保护区

当研究人员模拟12,16,21和24小时的日子长度使用人造光时,垫子在最长的日子里排出最多的氧气 - 事实上,实际上比预期的初始模型更重要。

展望未来,了解过去的更多线索

研究人员指出,他们的结论依赖于几个假设。例如,由于化石记录表明,微生物垫必须充足。但研究人员在过去的旋转率和氧气丰富的知识也是非常模糊和间接的。

“很久以前,”克拉特说。“最古老的岩石是38亿岁,他们非常罕见。

[有关的:钻石包含地球古老氛围的残余物]

但如果地球旋转的暂停旋转真正与无聊亿的融入,他们的理论将处理其余的。较长的日子导致更多的氧气,直到蓝藻能够克服地球的吸收氧气的天然能力,促使巨大的氧化事件。然后旋转稳定为无聊亿。最后,再次开始延长的日子和氧气再次升起。稍后,发芽森林接管并​​推动了其现代水平的氧气。

KLATT说,以前解释了巨大氧化事件的理论也可以贡献。新的一天长度的想法增加了它们的效果,而不是与他们竞争。“可能有一个千里安其他机制同时运行,”克拉特说。

接下来,该团队希望其他研究人员能够完全改善他们对氧气生产如何导致大气中的长期变化的直接估计。他们还期待着古代岩石的仍然是古代岩石,这些砾可能是早期地球的快速快乐。和月球岩石,要在未来的任务中检索,可以持有更详细的记录月球如何随着时间的推移通过潮汐越来越放缓地球。这些证据中的任何一个都可以照亮行星的旋转与我们呼吸的空气之间的联系。

“我们希望这一机制可能是一种思考这种无聊的亿年问题的临界地,”Chennu说。

更多读书