Ôxy trong khí quyển được hình thành như thế nào?

Oxy tích lũy lần đầu tiên trong bầu khí quyển của Trái đất khoảng 2,4 tỷ năm trước. Trong khi đó, các manh mối địa chất cho thấy vi khuẩn đã quang hợp và giải phóng oxy từ hàng trăm triệu năm trước đó. Vậy tất cả lượng oxy đó đã đi đâu?

Dường như có thứ gì đó đang kìm hãm sự gia tăng oxy. Một cách giải thích mới về tảng đá hàng tỷ năm tuổi cho thấy rằng khí thải của núi lửa có thể là nguyên nhân. Nghiên cứu do Đại học Washington đứng đầu đã được công bố vào tháng 6 trên tạp chí truy cập mở Nature Communications.

Shintaro Kadoya, Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của UW về Khoa học Trái đất và Không gian cho biết:

“Nghiên cứu này làm sống lại giả thuyết cổ điển về sự tiến hóa của oxy trong khí quyển.”

“Dữ liệu cho thấy sự tiến hóa của lớp vỏ Trái đất có thể kiểm soát sự tiến hóa của bầu khí quyển Trái đất và có thể là sự tiến hóa của sự sống.”

Sự sống đa bào đòi hỏi nguồn cung cấp oxy tập trung, do đó, sự tích tụ oxy là chìa khóa cho sự phát triển của sự sống thở oxy trên Trái đất. “Nếu những thay đổi trong lớp phủ khí quyển kiểm soát oxy, lớp phủ cuối cùng có thể điều chỉnh tốc độ tiến hóa của sự sống.” Kadoya nói.

Công trình mới được trình bày trong một bài báo năm 2019 cho thấy lớp phủ đầu tiên của Trái đất ít bị ôxy hóa hơn hoặc chứa nhiều chất có thể phản ứng với ôxy hơn lớp phủ hiện đại. Các nghiên cứu về đá núi lửa cổ đại có tuổi đời lên tới 3,55 tỷ năm được thu thập từ các địa điểm bao gồm Nam Phi và Canada.

Tin liên quan:  Tại sao axit benzoic không tan trong nước? Mọi thư bạn cân biêt

Robert Nicklas tại Viện Hải dương học Scripps, Igor Puchtel tại Đại học Maryland và Ariel Anbar tại Đại học Bang Arizona là một trong số các tác giả của nghiên cứu năm 2019. Họ cũng là đồng tác giả của bài báo mới, xem xét những thay đổi. trong lớp phủ ảnh hưởng đến các khí thoát ra ở bề mặt núi lửa.

Một số loại khí này phản ứng với oxy, hoặc oxy hóa, để tạo thành các hợp chất khác. Điều này là do oxy có xu hướng chấp nhận các điện tử, vì vậy bất kỳ nguyên tử nào có một hoặc hai điện tử không phản ứng và không ổn định sẽ phản ứng với nó. Ví dụ, hydro do núi lửa giải phóng kết hợp với bất kỳ oxy tự do nào và loại bỏ oxy đó khỏi khí quyển.

Thành phần hóa học của lớp phủ Trái đất, hay lớp đá mềm hơn bên dưới vỏ Trái đất, cuối cùng kiểm soát đá nóng chảy và các loại khí có nguồn gốc từ núi lửa. Lớp ban đầu ít bị oxy hóa hơn sẽ tạo ra nhiều khí hơn như hydro kết hợp với oxy tự do. Bài báo năm 2019 cho thấy lớp phủ đang dần bị ôxy hóa từ 3,5 tỷ năm trước cho đến ngày nay.

Nghiên cứu mới kết hợp dữ liệu đó với bằng chứng từ các loại đá trầm tích cổ đại chỉ ra điểm tới hạn sau 2,5 tỷ năm trước, khi oxy do vi khuẩn tạo ra nhiều hơn lượng oxy bị mất thành khí núi lửa, lửa và bắt đầu tích tụ trong khí quyển.

Tin liên quan:  Cetyl Dimethicone là gì và lợi ích của nó

David Catling, giáo sư khoa học trái đất và kỹ thuật vũ trụ học tại UW cho biết: “Về cơ bản, nguồn cung cấp khí oxy hóa núi lửa có thể tiêu thụ oxy quang hợp trong hàng trăm triệu năm sau khi quá trình quang hợp phát triển. “Nhưng khi bản thân lớp phủ bị ôxy hóa nhiều hơn, các khí núi lửa ít bị ôxy hóa hơn được giải phóng. Sau đó, oxy đi vào không khí khi không còn đủ khí núi lửa để làm sạch mọi thứ. “

Điều này có ý nghĩa đối với việc tìm hiểu sự xuất hiện của sự sống phức tạp trên Trái đất và khả năng có sự sống trên các hành tinh khác.

Leave a Reply