Kansainvälinen geologiryhmä on löytänyt Etelä-Afrikasta vanhimmat tunnetut "happitaskut" - paikasta, jossa jo 2,97 miljardia vuotta sitten, 430 miljoonaa ennen happivallankumousta, ensimmäiset fotosynteettiset organismit elivät ja antoivat happea.
Nuoren maan ilmakehässä oli hyvin vähän happea; Nykyään 20% tästä kaasusta ilmassa on fotosynteettisten kasvien ja bakteerien seurausta. Syanobakteerit, yksisoluiset fotosynteettiset organismit, vapauttivat ensimmäisinä happea. Aluksi niiden vapauttama happi käytettiin vain kivien hapettumiseen, mutta noin 2,5 miljardia vuotta tämä prosessi päättyi, ja happi alkoi kerääntyä ilmaan ja liueta meressä; Tätä tapahtumaa kutsutaan happi-vallankumoukseksi (tai katastrofiksi, koska happi-ilmakehän rikastumisen seurauksena elävät, sopeutuneet elämään pelkistävässä, ei hapettavassa ilmakehässä) kuolivat.
Muinaisen maan ilmakehän happipitoisuuden hyppy määrää rikkipitoisten isotooppien jakautumisen sedimenttikiveissä. Yhdeksänkymmenluvun puolivälissä löydetyn Caltechin geokemisteiden ryhmänä rikki-isotooppien jakauma muuttui dramaattisesti hapen vallankumouksen jälkeen johtuen otsonikerroksen esiintymisestä, joka suojasi maata aurinko-ultraviolettisäteilyltä, mikä lisäsi kevyiden rikki-isotooppien reaktiivisuutta ja loi niin sanotun massasta riippumattoman jakauman.
Tutkijat oppivat ensimmäisten fotosynteettisten organismien aktiivisuudesta ennen hapen vallankumousta sedimenttikivien koostumuksella, joka kertyi hitaasti "happitaskuihin". Nämä ovat alueita lähellä suuria bakteerimattoja, joiden ympärillä happipitoisuus oli lähempänä nykyaikaista kuin muualla planeetalla. Tunnetaan useita sellaisia "happitaskuja", joiden ikä on 2,5 - 2,7 miljardia vuotta; niitä löytyi kaikilta mantereilta Antarktista lukuun ottamatta. Hiilen (hiilidioksidista), vedyn ja hapen (vedestä) lisäksi ne tarvitsevat muita alkuaineita, kuten rikki ja typpi. Sinilevät saivat rikkiä pelkistämällä sitä maaperän sulfaateista. Kiviaineksille, joilla sinileväbakteerit asuivat ja jakautuivat, kuten happea vallankumouksen jälkeen muodostuneille kiville, on tunnusomaista, että rikki-isotoopit jakautuvat massasta riippumattomasti.
Viime vuonna Saksalainen Tübingenin yliopiston geologien kansainvälinen ryhmä löysi kallion Etelä-Afrikassa sijaitsevasta Pongolan luonnonsuojelualueelta. Rikki-isotooppien levinneisyys osoittaa ilmakehän korkean happipitoisuuden jo 2,97 miljardia vuotta sitten, kauan ennen happivallankumousta. Rikki-isotooppien jakautuminen Pongola-muodostuman kallioissa tekee Pongolian "happitaskun" vanhimmaksi tunnetuksi nykyään.
Tutkimus julkaistaan lehdessä Nature Geochemistry.
Ksenia Malysheva