อนุภาคแร่และบทบาทในการเติมออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลก

ถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์แย้งว่าระดับออกซิเจนเพิ่มขึ้นเป็นผลมาจากการสังเคราะห์แสงโดยสาหร่ายและพืชในทะเล ซึ่งออกซิเจนถูกผลิตเป็นผลพลอยได้และถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยลีดส์กล่าวว่าทฤษฎีการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้อธิบายถึงการเพิ่มขึ้นของระดับออกซิเจนอย่างสมบูรณ์ ในบทความที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (วันจันทร์ที่ 6 มีนาคม) ในวารสารNature Geoscienceนักวิจัยให้เหตุผลว่าเมื่อสาหร่ายและพืชตาย พวกมันจะถูกจุลินทรีย์กินหมด ซึ่งเป็นกระบวนการที่ดึงเอาออกซิเจนจากชั้นบรรยากาศ เป็นผลให้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศมีความสมดุลระหว่างสิ่งที่ผลิตขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงและสิ่งที่สูญเสียไปเนื่องจากการสลายตัวของพืชและสาหร่ายที่ตายแล้ว เพื่อให้ระดับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศสูงขึ้น นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ากระบวนการสลายตัวจะต้องถูกชะลอหรือหยุดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าการอนุรักษ์คาร์บอนอินทรีย์จากแร่ โดยแร่ธาตุในมหาสมุทร โดยเฉพาะอนุภาคเหล็ก จะจับตัวกับสาหร่ายและพืชที่ตายแล้ว และยับยั้งการสลายตัวและการสลายตัวของพวกมัน ผลลัพธ์โดยรวมคือระดับออกซิเจนสามารถเพิ่มได้อย่างไม่จำกัด Caroline Peacock ศาสตราจารย์ด้าน Biogeochemistry จาก School of Earth and Environment ที่ Leeds ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยกล่าวว่า "นักวิทยาศาสตร์รู้มาหลายปีแล้วว่าอนุภาคแร่ธาตุสามารถจับกับสาหร่ายและพืชที่ตายแล้ว ทำให้พวกมันไวต่อการโจมตีจากจุลินทรีย์น้อยลงและเกราะป้องกัน จากกระบวนการสลายตัว แต่ไม่เคยมีการทดสอบว่าอนุภาคแร่ช่วยเติมออกซิเจนในชั้นบรรยากาศหรือไม่” นักวิจัยตั้งเป้าหมายที่จะทดสอบทฤษฎีของตนกับเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่ทราบ เมื่อระดับของอนุภาคแร่ธาตุมีแนวโน้มสูงขึ้น ชั้นบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น เมื่อทวีปต่างๆ ก่อตัวขึ้น ส่งผลให้เกิดแผ่นดินใหญ่ขึ้น ซึ่งแร่ธาตุต่างๆ รวมทั้งอนุภาคของเหล็กจะพัดพามา หรือถูกพัดพาลงสู่มหาสมุทร ตัวอย่างเช่น เหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่เมื่อ 2.4 พันล้านปีก่อนทำให้ระดับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศพุ่งสูงขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นพร้อมกันกับการก่อตัวของทวีปอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งจะทำให้อนุภาคแร่จำนวนมากไหลลงสู่มหาสมุทร ดร. Mingyu Zhao ซึ่งเคยอยู่ที่ Leeds แต่ปัจจุบันอยู่ที่ Chinese Academy of Sciences ในปักกิ่ง ได้ทำการศึกษานี้ เขากล่าวว่า "การเพิ่มขึ้นของอนุภาคแร่ธาตุในมหาสมุทรจะลดอัตราการย่อยสลายของสาหร่าย ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อระดับออกซิเจน ทำให้พวกมันเพิ่มสูงขึ้น" การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศมีส่วนสำคัญต่อการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต ทำให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเปลี่ยนจากการอาศัยอยู่ในน้ำไปสู่การอาศัยอยู่บนบก สำหรับศาสตราจารย์ Peacock การศึกษานี้ไม่เพียงทำให้เข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการที่ชั้นบรรยากาศของโลกกลายเป็นออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังทำให้เห็นถึงสภาวะที่จำเป็นต่อการพัฒนาชีวิตที่ซับซ้อนบนดาวเคราะห์ดวงอื่น เธอกล่าวว่า "การตรวจสอบของเรากำลังให้ความเข้าใจใหม่ว่าชั้นบรรยากาศของโลกกลายเป็นที่อุดมด้วยออกซิเจนได้อย่างไร ซึ่งทำให้รูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนสามารถวิวัฒนาการได้ในที่สุด "นั่นคือการให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญแก่เราเกี่ยวกับสภาวะที่จำเป็นต้องมีบนดาวเคราะห์ดวงอื่นเพื่อให้ชีวิตที่ชาญฉลาดสามารถพัฒนาได้ "การดำรงอยู่ของน้ำบนดาวเคราะห์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของเรื่องราว จำเป็นต้องมีผืนดินแห้งเพื่อเป็นแหล่งของอนุภาคแร่ธาตุที่จะจบลงในมหาสมุทรในที่สุด" หัวข้อที่เกี่ยวข้อง พืชและสัตว์ ชีววิทยาทางทะเล เอาชีวิตรอดสุดขีด พฤกษศาสตร์ โลกและภูมิอากาศ บรรยากาศ พายุแม่เหล็กโลก สมุทรศาสตร์ ฟอสซิลและซากปรักหักพัง กำเนิดชีวิต ฟอสซิล Charles Darwin ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง โอโซน ชั้นบรรยากาศของโลก โครงสร้างของโลก เส้นเวลาของวิวัฒนาการ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน มีเทน โลก