Nieuw onderzoek in wetenschappelijke vooruitgang onthult de cruciale rol die precambrium-eon-microben mogelijk hebben gespeeld in twee van de grootste mysteries van de vroege aarde.

Onderzoekers van de University of British Columbia (UBC), en medewerkers van de universiteiten van Alberta, Tübingen, Autònoma de Barcelona en het Georgia Institute of Technology, ontdekte dat voorouders van moderne bacteriën gekweekt uit een ijzerrijk meer in de Democratische Republiek Congo de sleutel zouden kunnen zijn om het slecht verlichte vroege klimaat van de aarde warm te houden, en bij het vormen van 's werelds grootste ijzerertsafzettingen miljarden jaren geleden.

De bacteriën hebben speciale chemische en fysische eigenschappen waardoor ze, in de volledige afwezigheid van zuurstof, energie uit zonlicht kunnen omzetten in roestige ijzermineralen en in cellulaire biomassa. De biomassa zorgt uiteindelijk voor de productie van het krachtige broeikasgas methaan door andere microben.

"Met behulp van moderne geomicrobiologische technieken, we ontdekten dat bepaalde bacteriën oppervlakken hebben waardoor ze ijzermineralen kunnen verdrijven, waardoor ze deze mineralen naar de zeebodem kunnen exporteren om ertsafzettingen te maken, " zei Katharine Thompson, hoofdauteur van de studie en Ph.D. student in de afdeling microbiologie en immunologie.

"Gescheiden van hun roestige minerale producten, deze bacteriën voeden vervolgens andere microben die methaan maken. Dat methaan is wat waarschijnlijk de vroege atmosfeer van de aarde warm hield, ook al was de zon veel minder fel dan vandaag."

Dit is een mogelijke verklaring voor de 'vage-jonge-zon'-paradox, is ontstaan ​​door astronoom Carl Sagan. De paradox is dat er op de vroege aarde vloeibare oceanen waren, maar warmtebudgetten berekend op basis van de helderheid van de vroege zon en de moderne atmosferische chemie impliceren dat de aarde volledig bevroren had moeten zijn. Een bevroren aarde zou niet veel leven hebben ondersteund. Een methaanrijke atmosfeer gevormd in verband met grootschalige ijzerertsafzettingen en leven werd aanvankelijk voorgesteld door de atmosferische wetenschapper James Walker van de Universiteit van Michigan in 1987. De nieuwe studie levert sterk fysiek bewijs om de theorie te ondersteunen en constateert dat microschaal bacteriële-minerale interacties waarschijnlijk verantwoordelijk waren.

"De fundamentele kennis die we verkrijgen uit studies met behulp van moderne geomicrobiologische hulpmiddelen en technieken, verandert onze kijk op de vroege geschiedenis van de aarde en de processen die hebben geleid tot een planeet die bewoonbaar is door complex leven, inclusief mensen, " zei senior auteur van het artikel, Sean Crowe, Canada Research Chair in Geomicrobiology en universitair hoofddocent bij UBC.

"Deze kennis van de chemische en fysische processen waardoor bacteriën interageren met hun omgeving, kan ook worden gebruikt om nieuwe processen te ontwikkelen en te ontwerpen voor het terugwinnen van hulpbronnen, nieuwe bouw- en constructiematerialen, en nieuwe benaderingen voor de behandeling van ziekten."

In de toekomst, dergelijke geomicrobiologische informatie zal waarschijnlijk van onschatbare waarde zijn voor grootschalige geo-engineering-inspanningen die kunnen worden gebruikt om CO2 uit de atmosfeer te verwijderen voor het afvangen en opslaan van koolstof, en opnieuw het klimaat beïnvloeden door bacteriële minerale interacties.