Bumi. Kredit gambar: NASA Klik untuk memperbesar
Sejarah kehidupan di Bumi terkait erat dengan penampilan oksigen di atmosfer. Konsensus ilmiah saat ini menyatakan bahwa sejumlah besar oksigen pertama kali muncul di atmosfer Bumi sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu, dengan peningkatan besar kedua dalam oksigen atmosfer yang terjadi kemudian, mungkin sekitar 600 juta tahun yang lalu.
Namun, temuan baru oleh ahli geologi University of Maryland menunjukkan bahwa lompatan kedua dalam oksigen atmosfer sebenarnya telah dimulai jauh lebih awal dan terjadi lebih bertahap daripada yang diperkirakan sebelumnya. Temuan ini dimungkinkan menggunakan alat baru untuk melacak kehidupan mikroba di lingkungan kuno yang dikembangkan di Maryland. Didanai oleh National Science Foundation dan NASA, karya ini muncul dalam Science edisi 2 Desember.
Peneliti pascasarjana David Johnston, ilmuwan penelitian Boswell Wing dan rekan-rekannya di departemen geologi dan Sistem Antar-disiplin Ilmu Sistem Universitas Maryland memimpin tim peneliti internasional yang menggunakan pengukuran presisi tinggi dari isotop belerang langka, 33S, untuk menetapkan bahwa laut kuno mikroba yang dikenal sebagai prokariota yang tidak proporsional belerang aktif secara luas hampir 500 juta tahun lebih awal dari yang diperkirakan sebelumnya.
Senyawa sulfur antara yang digunakan oleh bakteri yang tidak proporsional belerang ini dibentuk oleh paparan mineral sulfida ke gas oksigen. Dengan demikian, bukti aktivitas luas oleh bakteri jenis ini telah ditafsirkan oleh para ilmuwan sebagai bukti peningkatan kandungan oksigen atmosfer.
"Pengukuran ini menyiratkan bahwa disproporsi senyawa belerang adalah bagian aktif dari siklus belerang oleh [1,3 juta tahun yang lalu], dan bahwa oksigenasi permukaan Bumi progresif mungkin telah menandai [Proterozoikum tengah]," tulis para penulis.
Proterozoikum adalah periode dalam sejarah Bumi dari sekitar 2,4 miliar tahun lalu hingga 545 juta tahun lalu.
"Temuan ini juga menunjukkan bahwa metode penelitian berbasis 33S baru dapat digunakan untuk secara unik melacak keberadaan dan karakter kehidupan mikroba di lingkungan kuno dan memberikan sekilas evolusi dalam aksi," kata Johnston. "Pendekatan ini menyediakan alat baru yang signifikan dalam pencarian astrobiologis untuk kehidupan awal di Bumi dan seterusnya."
Udara yang Kita hirup
Ketika planet kita terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, hampir semua oksigen di Bumi secara kimia terikat dengan unsur-unsur lain. Itu dalam senyawa padat seperti kuarsa dan mineral silikat lainnya, dalam senyawa cair seperti air, dan dalam senyawa gas seperti sulfur dioksida dan karbon dioksida. Oksigen bebas - gas yang memungkinkan kita bernafas, dan yang penting bagi semua kehidupan lanjut - praktis tidak ada.
Para ilmuwan telah lama berpikir bahwa penampilan oksigen di atmosfer ditandai oleh dua lompatan berbeda dalam kadar oksigen. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah menggunakan metode yang dikembangkan oleh ahli geologi University of Maryland James Farquhar dan rekan Maryland untuk secara meyakinkan menentukan bahwa sejumlah besar oksigen pertama kali muncul di atmosfer Bumi sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu. Kadang-kadang disebut sebagai "Peristiwa Oksidasi Besar," peningkatan ini menandai awal periode Proterozoikum.
Konsensus ilmiah umum juga menyatakan bahwa kenaikan besar kedua oksigen atmosfer terjadi sekitar 600 juta tahun yang lalu, dengan oksigen naik mendekati tingkat modern pada waktu itu. Bukti binatang multiseluler pertama kali muncul dalam geologi sekitar waktu ini.
"Ada banyak diskusi tentang apakah peningkatan besar kedua dalam oksigen atmosfer cepat dan bertahap, atau lambat dan progresif," kata Wing. "Hasil kami mendukung gagasan bahwa kenaikan kedua adalah progresif dan dimulai sekitar 1,3 miliar tahun yang lalu, bukan 0,6 miliar tahun yang lalu."
Selain Johnston, rekan penulis Wing di Maryland pada 2 Desember adalah rekan geologi James Farquhar dan Jay Kaufman. Kelompok mereka bekerja untuk mendokumentasikan hubungan antara isotop belerang dan evolusi atmosfer Bumi menggunakan kombinasi penelitian lapangan, analisis laboratorium sampel batuan, model geokimia, eksperimen fotokimia dengan gas yang mengandung sulfur dan eksperimen mikroba.
"Proporsi sulfur mikroba aktif di Mesoproterozoikum" oleh David T. Johnston, Boswell A. Wing, James Farquhar dan Alan J. Kaufman, University of Maryland; Harald Strauss, Universit? T M? Nster; Timothy W. Lyons, Universitas California, Riverside; Linda C. Kah, Universitas Tennessee; Donald E. Canfield, Universitas Denmark Selatan: Sains, 2 Desember 2005.
Sumber Asli: Rilis Berita UM
