Aanwijzingen van Canadese rotsen die miljarden jaren geleden zijn gevormd, onthullen een voorheen onbekend verlies aan mensenlevens dat zelfs groter is dan dat van het massale uitsterven van de dinosauriërs 65 miljoen jaar geleden, toen de aarde bijna driekwart van zijn plant- en diersoorten verloor.

In plaats van op dieren te jagen, bij deze afsterving waren minuscule micro-organismen betrokken die de atmosfeer van de aarde vormden en uiteindelijk de weg vrijmaakten voor die grotere dieren om te gedijen.

"Dit toont aan dat zelfs wanneer de biologie op aarde volledig uit microben bestaat, je kunt nog steeds hebben wat zou kunnen worden beschouwd als een enorme afstervingsgebeurtenis die anders niet in het fossielenarchief is vastgelegd, " zei Malcolm Hodgskiss, co-hoofdauteur van een nieuwe studie gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

Onzichtbare aanwijzingen

Omdat deze periode voorafging aan het complexe leven, onderzoekers kunnen niet zomaar fossielen opgraven om erachter te komen wat er 2 miljard jaar geleden leefde. Zelfs aanwijzingen die in modder en rotsen zijn achtergelaten, kunnen moeilijk te ontdekken en te analyseren zijn.

In plaats daarvan, de groep wendde zich tot bariet, een mineraal verzameld van de Belcher-eilanden in Hudson Bay, Canada, dat een record van zuurstof in de atmosfeer inkapselt. Die monsters onthulden dat de aarde enorme veranderingen ondervond in haar biosfeer - het deel van de planeet dat wordt ingenomen door levende organismen - eindigend met een enorme daling van het leven ongeveer 2,05 miljard jaar geleden, die mogelijk ook verband houdt met afnemende zuurstofniveaus.

"Het feit dat deze geochemische signatuur bewaard is gebleven, was zeer verrassend, "Zei Hodgskiss. "Wat vooral ongebruikelijk was aan deze barieten, is dat ze duidelijk een complexe geschiedenis hadden."

Als we kijken naar de productiviteit van de aarde door de oude geschiedenis heen, kunnen we een glimp opvangen van hoe het leven zich waarschijnlijk zal gedragen gedurende zijn hele bestaan ​​- naast het informeren van waarnemingen van atmosferen op planeten buiten ons zonnestelsel.

"De grootte van de biosfeer door de geologische tijd heen is altijd een van onze grootste vragen geweest bij het bestuderen van de geschiedenis van de aarde, " zei Erik Sperling, een assistent-professor geologische wetenschappen aan Stanford die niet betrokken was bij het onderzoek. "Deze nieuwe proxy laat zien hoe de biosfeer en de niveaus van zuurstof en koolstofdioxide in de atmosfeer met elkaar verbonden zijn."

biologische hoek:

Deze relatie tussen de proliferatie van leven en zuurstof in de lucht heeft onderzoekers nieuw bewijs gegeven van de veronderstelde "zuurstofovershoot". Volgens deze theorie is fotosynthese van oude micro-organismen en de verwering van rotsen creëerden een enorme hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer die later afnam toen zuurstof-emitterende organismen hun voedselvoorraad in de oceaan opgebruikten en minder overvloedig werden. Deze situatie staat in contrast met de stabiele atmosfeer die we vandaag op aarde kennen, waar de gecreëerde en verbruikte zuurstof in evenwicht is. De zuurstofmetingen van de onderzoekers, zwavel- en bariumisotopen in bariet ondersteunen deze zuurstofovershoothypothese.

Het onderzoek helpt wetenschappers hun schattingen van de omvang van de zuurstofoverschrijding aan te scherpen door de significante biologische gevolgen van zuurstofniveaus boven of onder de capaciteit van de planeet te onthullen.

"Sommige van deze zuurstofschattingen vereisen waarschijnlijk te veel micro-organismen die in het verleden van de aarde in de oceaan leefden, " zei co-hoofdauteur Peter Crockford, een postdoctoraal onderzoeker aan het Weizmann Institute of Science en Princeton University. "Dus we kunnen ons nu gaan verdiepen in wat de samenstelling van de atmosfeer zou kunnen zijn vanuit deze biologische hoek."

Co-auteurs zijn onder meer onderzoekers van de Nanjing University, de University of Colorado Boulder and Woods Hole Oceanographic Institution.