이미지 크레디트 : NASA
두 명의 로버가 물의 징후와 생명의 선구자로 화성을 닦으면서 지구 화학자들은 지구의 고대 바다가 오늘날과 크게 다르다는 증거를 발견했습니다. 이번 주 '사이언스 (Science)'지에 발표 된이 연구는 지구의 생명을주는 바다가 오늘날의 것보다 적은 양의 산소를 함유하고 있으며 이전에 생각했던 것보다 10 억 년 동안 산소가 거의 없었 음을 보여주는 새로운 데이터를 인용합니다. 이러한 발견은 왜 복잡한 생활이 일어난 후 수십억 년 동안 간신히 진화했는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
국립 과학 재단 (NSF)이 자금을 지원하고 로체스터 대학교 (University of Rochester)와 제휴 한 과학자들은 해양 산소가 전 세계적으로 어떻게 변화했는지를 보여주는 새로운 방법을 개척했습니다. 대부분의 지질 학자들은 약 20 억 년 전까지 바다에 산소가 거의 용해되지 않았으며, 지난 50 억 년 동안 산소가 풍부하다는 데 동의합니다. 그러나 그 사이의 기간에 대해서는 항상 미스터리가있었습니다.
지구 화학자들은 특정 지역에서 고대 산소의 징후를 탐지 할 수있는 방법을 개발했지만 지구의 바다에서는 그렇지 않았습니다. 그러나 팀의 방법은 전 세계 모든 바다의 본질을 파악하기 위해 추정 할 수 있습니다.
로체스터 대학교 (University of Rochester)의 지구 및 환경 과학 박사 및 연구 논문 책임자 인 게일 아놀드 (Gail Arnold)는“이 기간 동안 지구 해양이 산소가 적다는 가장 직접적인 증거이다.
NSF 지구 과학부 프로그램 책임자 엔리케 타 바레라 (Enriqueta Barrera)는“이 연구는 새로운 접근 방식 인 몰리브덴 동위 원소의 적용을 바탕으로 과학자들이 해양 환경에서 세계적 섭동을 확인할 수있게한다. 이러한 동위 원소는 지질 학적 기록에서 때때로 무산소 상태를 탐험 할 수있는 새로운 문을 열어줍니다.”
아놀드는 자신과 공동 저자 인 제인 바링 (Jane Barling)과 아리엘 안바르 (Ariel Anbar)가 개발 한 새로운 방법을 사용하여 10 억 년 전에 바다 바닥에 있던 호주 북부의 암석을 조사했습니다. 이전 연구자들은 수 미터를 암석으로 뚫고 화학 성분을 테스트하여 해양에 대한 원래 정보를 안전하게 보존했는지 확인했습니다. 팀원들은이 암석을 실험실로 가져 와서 암석 내의 몰리브덴 동위 원소를 검사하기 위해 새로 개발 된 기술 (다중 컬렉터 유도 결합 플라즈마 질량 분석기)을 사용했습니다.
몰리브덴 원소는 강 유역을 통해 바다로 유입되어 해수에 용해되며 수십만 년 동안 용해 상태를 유지할 수 있습니다. 용액에 오랫동안 머무르면 몰리브덴이 바다 전체에서 잘 혼합되어 훌륭한 글로벌 지표가됩니다. 그런 다음 바다에서 해저의 두 가지 퇴적물로 제거됩니다. 물 아래에있는 것, 산소가 풍부한 것 및 산소가 부족한 것.
로체스터 팀은 미주리 대학교 공동 저자 인 Timothy Lyons와 협력하여 오늘날 산소가 부족한 희귀 한 지역을 포함하여 현대 해저의 표본을 조사했습니다. 그들은 퇴적물에서 몰리브덴 동위 원소의 화학적 거동이 상층 수의 산소량에 따라 다르다는 것을 알게되었습니다. 결과적으로 전세계 해양에서 몰리브덴 동위 원소의 화학은 산소가 부족한 해수가 얼마나 많은지에 달려 있습니다. 그들은 또한 특정 종류의 암석에있는 몰리브덴이 고대 바다에 대한이 정보를 기록하고 있음을 발견했습니다. 현대 샘플에 비해 호주에서 암석의 몰리브덴 화학 측정은 산소가 훨씬 적은 바다를 가리 킵니다.
얼마나 적은 산소가 문제인가. 무산소로 가득 찬 세상은 진화에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 박테리아를 제외한 모든 유기체를 구성하는 세포의 종류 인 진핵 생물은 27 억 년 전에 지질 학적 기록에 나타납니다. 그러나 식물과 동물의 조상 인 많은 세포를 가진 진핵 생물은 약 50 억 년 전에 바다에 산소가 풍부한 시간에 나타나지 않았다. 하버드 대학교의 고생물학 자 앤드류 놀 (Andrew Knoll)과 함께, Anbar는 이전에 장기간의 무산소 해양이 더 복잡한 진핵 생물이 거의 박테리아 사촌이 번성하는 동안 생계를 거의 빼앗아 가지 않는 열쇠가 될 수 있다는 가설을 세웠다. 아놀드의 연구는이 가설을 테스트하는 중요한 단계입니다.
Anbar는“우리 지구 행성의 역사에 대해서는 거의 알지 못합니다. “바다에 산소가 있었는지 여부는 대답하기 쉽다고 생각하는 간단한 화학 질문입니다. 그것은 암석 기록에서 정보를 애타게하는 것이 얼마나 어려운지, 그리고 우리가 출처에 대해 배우는 것이 얼마나 더 많은지를 보여줍니다.”
고대 과거의 바다에 산소가 얼마나 적은지 알아내는 것이 다음 단계입니다. 과학자들은 몰리브덴 화학에 대한 연구를 계속하여 초기 연구를 지원 한 기관인 NSF와 NASA의 지속적인 지원으로이 질문에 답할 계획이다. 이 정보는 우리 자신의 진화에 빛을 비출뿐만 아니라 지구 너머의 삶을 찾을 때 찾아야 할 조건을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
원본 출처 : NSF 뉴스 릴리스
