De aarde was in het begin van haar geschiedenis misschien veel zuurstofrijker dan eerder werd gedacht, het toneel vormen voor de evolutie van het complexe leven, volgens nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Alberta en de Universiteit van Tartu in Estland. De studie levert bewijs voor verhoogde zuurstofniveaus 2 miljard jaar geleden en druist in tegen eerder aanvaarde modellen.

Het internationale team van onderzoekers, geleid door UAlberta-wetenschappers, bestudeerde een Russische boorkern die shungiet bevatte - een uniek koolstofrijk sedimentair gesteente dat 2 miljard jaar geleden werd afgezet. Het materiaal geeft verschillende aanwijzingen over de zuurstofconcentraties op het aardoppervlak op dat moment, waaronder opvallend hoge niveaus van molybdeen, uranium, en renium, evenals verhoogde uraniumisotoopverhoudingen.

"Van deze sporenmetalen wordt alleen gedacht dat ze veel voorkomen in de oceanen en sedimenten van de aarde als er veel zuurstof is, " legde Kaarel Mänd uit, een doctoraat kandidaat bij de afdeling Aard- en Atmosferische Wetenschappen van de Universiteit van Alberta en hoofdauteur van de studie. "Deze concentraties van sporenmetaal zijn ongeëvenaard in de vroege geschiedenis van de aarde, suggereert verhoogde zuurstofniveaus op het moment dat de shungiet werd afgezet."

Wat is er raadselachtig, Mand legde uit, is dat veel algemeen aanvaarde modellen van de koolstof- en zuurstofcycli van de aarde voorspellen dat shungiet zou moeten zijn afgezet in een tijd van snelle afname van het zuurstofgehalte.

"Wat we vonden is in tegenspraak met de heersende opvatting, " zegt Mand, die zijn Ph.D. onder toezicht van professor Kurt Konhauser. "Dit zal de aardwetenschappelijke gemeenschap dwingen om te heroverwegen wat de koolstof- en zuurstofcycli op de vroege aarde dreef."

De nieuwe bevindingen geven ook inzicht in de evolutie van complex leven. De "middelbare leeftijd" van de aarde vertegenwoordigt de achtergrond voor het verschijnen van eukaryoten. Eukaryoten zijn de voorlopers van al het complexe leven, en hebben een hoog zuurstofgehalte in hun omgeving nodig om te gedijen. Deze studie versterkt het idee dat geschikte omstandigheden voor de evolutie van complex leven op de vroege aarde veel eerder begonnen dan eerder werd gedacht.

Toekomstig onderzoek zal de vertraging onderzoeken tussen de aanvankelijke stijging van zuurstof en het verschijnen en verspreiden van eukaryoten, een gebied van actief onderzoek blijven, een die onderzoekers van de Universiteit van Alberta en de Universiteit van Tartu goed gepositioneerd zijn om te helpen beantwoorden.

Dit papier, "Paleoproterozoïsche zuurstofrijke oceanen na het Lomagundi-Jatuli-evenement, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen .