Ảnh: NASA / Unsplash
Các nhà khoa học tại Đại học Utah, hợp tác với các đồng nghiệp từ Đại học Leeds và Đại học California, Riverside, đã tiết lộ chi tiết về cách oxy ban đầu tích tụ trên Trái đất. Theo nghiên cứu, được phát hành Trên tạp chí Nature, Sự kiện oxy hóa vĩ đại, còn được gọi là thảm họa oxy, xảy ra theo từng đợt trong hơn 200 triệu năm.
Thảm họa oxy bắt đầu khoảng 2,5 tỷ năm trước khi oxy tự do O2 bắt đầu tích tụ với số lượng đáng kể trong bầu khí quyển Trái đất, tạo tiền đề cho sự xuất hiện của sự sống phức tạp. Tuy nhiên, cho đến nay, việc theo dõi sự tích tụ oxy trong đại dương vẫn còn nhiều khó khăn.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích thành phần đồng vị của lưu huỳnh và tali trong đá phiến biển từ Siêu nhóm Nam Phi (một chuỗi các nền tảng cổ đại) được hình thành cách đây 2,6-2 tỷ năm và lộ ra ở lưu vực Transvaal (Nam Phi), cung cấp cái nhìn sâu sắc về động lực của quá trình oxy hóa đại dương.
Sự gia tăng ban đầu của O2 trong khí quyển là không ổn định, với các giai đoạn tăng và giảm. Sự làm giàu đồng vị tali (203 Tl) trong đá phiến sét biển, liên quan đến việc chôn các oxit mangan ở đáy và sự hiện diện của oxy trong nước biển, trùng với sự vắng mặt của các đồng vị lưu huỳnh hiếm, điều này xác nhận sự bão hòa của khí quyển với oxy. Khi sự làm giàu 203 Tl biến mất, các dấu hiệu đồng vị lưu huỳnh trở lại, chỉ ra bầu khí quyển không có oxy.
Do đó, nồng độ oxy trong đại dương thay đổi đồng thời với những thay đổi trong khí quyển, điều này khẳng định giả thuyết về sự gia tăng đột ngột của hàm lượng O2.
Trong nửa đầu lịch sử Trái Đất, bầu khí quyển và đại dương của nó hầu như không có O2. Khí này được tạo ra bởi vi khuẩn lam trong đại dương trước Sự kiện oxy hóa lớn, nhưng trong những ngày đầu đó, oxy tự do nhanh chóng bị phá hủy bởi các phản ứng với các khoáng chất lộ ra trên bề mặt và khí núi lửa. Phải mất thời gian để Trái Đất tiến hóa về mặt sinh học, địa chất và hóa học để đảm bảo nguồn cung cấp oxy liên tục.
