지난 몇 년 동안 외계 행성이 폭발적으로 폭발했습니다. 그러한 세계들 중 일부는 적어도 예비 관찰에서 우리가“거주 가능한 구역”으로 간주되는 곳에 있습니다. 그러나 그들 중 얼마나 많은 사람들이 지구와 같은 맥락에서 생명을 유지하고 산소가 풍부한 대기를 가질 것입니까?
새로운 연구에 따르면 통기성 대기는 지구만큼 오래된 행성에서 생각한 것처럼 드물지 않을 수 있습니다.
지구가 우리가 즐기는 산소 분위기를 발전시키는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 약 24 억 년 전까지 만해도 우리 지구는 대기와 해양에서 산소가 훨씬 적었습니다. 주요 산소화 사건이 발생했을 때 모든 것이 바뀌었다. 지구를 형성 한 세 가지 중 첫 번째.
지구의 산소화에 대한 3 단계 모델은 논란의 여지가 없지만 널리 이해되고 수용됩니다. 이 모델은 지구 역사상 세 가지 주요 변화를 개략적으로 설명하며, 각각은 더 많은 산소를 첨가하여 지구 대기를 실질적으로 변화시킵니다.
세 가지 사건은 다음과 같습니다.
- 큰 산화 사건은 약 240 억 년 전에 고생 식기 시대에 일어났습니다. 이 경우, 해양과 대기에 생물학적으로 생성 된 산소가 축적되어 초기 대량 멸종으로 이어질 수 있습니다.
- Neoproterozoic Oxygenation Event는 산소 수준의 급격한 상승을 보였으며 약 5 억 5 천만 년 전에 캄브리아기 폭발 이전에 발생했습니다.
- 고생대 산소화 사건은 약 4 억 년 전에 발생했으며 산소가 현재 수준 인 약 21 %에 도달했습니다.
지구의 산소화의 역사는 복잡합니다. 선형적인 진행이 아니 었습니다. 처음에, 산소는 생명체에 의해 폐기물 부산물로 생성되었으며, 그 대부분은 지구의 지각에 흡수되었습니다. 산소는 반응성이 높으며 다른 원소와 함께 모든 종류의 화합물을 형성하여 빵 껍질에 잠겨 있습니다. 특히, 지질과 함께 산화철을 생성하기 위해 철과 반응하여 산소가 대기에 유입 된시기를 나타내는 가장 좋은 지표 중 하나입니다.
이 모델에 대해서는 많은 논쟁이 있습니다. 이 모델에 대한 한 가지 이해에 따르면, 바다의 광합성 박테리아는 초기 산소의 많은 부분을 생성했습니다. 그런 다음 수억 년 후에 육상 기반 행성이 생겨 산소 수준이 다시 높아졌습니다. 판 구조론과 거대한 화산 폭발이 중요한 역할을했다는 증거도 있습니다.
이 새로운 연구의 저자의 기사에 따르면이 모델은 산소가 풍부한 세계를 만들려면 일정 수준의 운이 필요하다는 것을 암시합니다. "화산 폭발이 일어나지 않았거나 특정 유형의 유기체가 진화하지 않았다면 산소가 낮은 수준에서 멈췄을 것입니다"라고 말합니다.
하지만 그렇지 않을 수도 있습니다.
그들의 새로운 연구는“단계별 지구 산소화는 전 세계 생지 화학 사이클링의 고유 한 속성”이라는 제목으로“내재적”이라는 단어가 핵심입니다. 저자들은 우리가 30 억년 전에 설립 된 올바른 미생물과 판 구조론을 가지고 있다면, 우리가 지금 가지고있는 산소 수준에 도달하기까지는 시간 문제 일 뿐이라고 말합니다. 화산과 육상 식물에 관계없이.
“이 연구는 지구가 어떻게 산소가 풍부 해져서 지능적인 삶을 지원할 수 있는지에 대한 우리의 이해를 실제로 테스트합니다.“
Lewis Alcott, Leeds University 지구 표면 과학 연구소 책임자.
연구 결과에 따르면 외력이 아니라 지구의 산소 공급을 유발 한 것은 "전세계 인, 탄소 및 산소 순환을 포함하는 내부 피드백 세트"였습니다. 실제로, 이러한주기는“지질 학적 기록에서 관찰 된 것과 동일한 3 단계 패턴을 생성했을 것입니다.”
"우리는 지구의 산소화 사건이 산소 광합성의 진화 후 행성 표면의 점진적 산소화와 완전히 일치한다고 결론 지었다."
그러나 그들은 어떻게 그 결론에 도달 했습니까?
연구원은 영국 리즈 대학교에서 왔습니다. 주 저자는 Earth Surface Science Institute의 박사 과정 학생 인 Lewis J. Alcott입니다. Alcott와 다른 연구자들은 잘 정립 된 해양 생물 지질 화학 모델을 연구하고 수정했습니다. 그들은이 모델을 지구의 모든 역사에 걸쳐서 실행했으며, 그 자체로 세 가지 주요 산소화 사건을 일으킨다는 것을 발견했습니다.
Alcott 보도 자료에서 "이 연구는 지구가 어떻게 산소가 풍부 해져서 지능적인 삶을 지원할 수 있는지에 대한 우리의 이해를 테스트합니다."
지구의 산소화 역사에 대한 지배적 사고는 그것을 설명하기 위해 몇 가지 광범위한 범주의 사건에 의존합니다. 하나는 산소를 생성하는 생명체의 주요 진화 적 발전입니다. 생명체가 점차 복잡해지고 산소가 풍부한 환경을 설계 한 기본적으로 "생물학적 혁명". 두 번째 범주는 지각 혁명입니다. 중요한 화산 활동을 포함하여 지각 활동을 극적으로 특별하게 증가시켜 지각을 변화시키고 더 높은 산소 수준으로 이끌었습니다.
이 두 가지 범주의 정확한 특성에 대해 많은 논쟁이 있었지만이 새로운 연구는 과학자들에게 더 많은 생각을하게합니다. 지질 학적 기록에서 정확히 설명 할 수있는“단계별 (step-wise)”사건에 의존하기보다는 새로운 연구는 인, 탄소 및 산소 사이의 피드백주기를 지적합니다.
이 연구는 또한 산소화가 불가피하다는 것을 시사한다.
Leeds의 지구 환경 학교 (University of Environment and School of Leeds)의 공동 저자 인 Simon Poulton 교수는 이렇게 말했다. "
이 새로운 모델의 핵심은 해양 인 사이클입니다. 그들의 모델은 지구가 경험 한 것과 같은 3 단계 산소화 패턴을 만들어 냈다. 해상 인주기가 변화하는 산소 수준에 반응하는 방식과 이것이 인을 필요로하는 광합성에 어떤 영향을 미치는지에 따라 전환이 이루어집니다.”
“우리의 연구는 지구의 산소화 이력을 이해하는 데 전 지구의 인, 탄소 및 산소주기 사이의 관계가 필수적이라는 것을 보여줍니다. 이것은 우리 자신 이외의 행성이 어떻게 습관화 될 수 있는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 선임 저자 벤자민 밀스 박사는 말했습니다.
그래서 그 외계 행성에 대한 희망은 아직 있습니다.
이 연구는이 문제에 대한 마지막 단어가 아닙니다. 그러나 그것은 흥미로운 결과이며, 과학적 정밀 조사에 더 견디면, 우리가 이미 발견 한 외계 행성을 특징 짓는 방법에 영향을 줄 수 있으며, TESS 및 기타 미래의 행성 찾기 망원경으로 발견 할 수있는 수천 개가 더 영향을 줄 수 있습니다.
더:
- 보도 자료 : 지구의 산소 토론에 새로운 삶을 불어 넣다
- 연구 논문 : 단계별 지구 산소화는 전 세계 생지 화학 사이클링의 고유 속성입니다
- 기사 : 통기성 대기는 우리가 처음 생각했던 것보다 우주에서 더 일반적 일 수 있습니다
- 연구 논문 (2014) : 지구의 초기 바다와 대기에서 산소의 상승
