Para peneliti telah lama bingung mengapa oksigen berkembang di atmosfer Bumi mulai sekitar 2,4 miliar tahun.
Disebut "Peristiwa Oksidasi Hebat", transisi "mengubah lingkungan permukaan yang tak dapat dibalikkan di Bumi dan pada akhirnya memungkinkan kehidupan yang maju," kata Dominic Papineau dari Laboratorium Geofisika Lembaga Carnegie Institution.
Sekarang, Papineau telah ikut menulis studi baru dalam jurnal Alam, yang mengungkapkan petunjuk baru untuk misteri di batuan sedimen kuno.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Kurt Konhauser dari University of Alberta di Edmonton, menganalisis komposisi elemen jejak batuan sedimen yang dikenal sebagai formasi besi-band, atau BIF, dari lusinan lokasi berbeda di seluruh dunia, dengan rentang usia antara 3.800 hingga 550 juta tahun. Formasi besi berikat adalah unik, endapan yang ditimbun air sering ditemukan pada strata batuan yang sangat tua yang terbentuk sebelum atmosfer atau lautan mengandung banyak oksigen. Seperti namanya, mereka terbuat dari pita besi dan silikat bergantian.
Mereka juga mengandung sejumlah kecil nikel dan elemen pelacak lainnya. Dan sejarah nikel, menurut peneliti, dapat mengungkapkan rahasia asal usul kehidupan modern.
Nikel ada di lautan saat ini dalam jumlah yang sangat sedikit, tetapi hingga 400 kali lebih banyak di lautan purba di Bumi. Mikroorganisme penghasil metana, yang disebut methanogen, tumbuh subur di lingkungan seperti itu, dan metana yang dilepaskan ke atmosfer mungkin mencegah penumpukan gas oksigen, yang seharusnya bereaksi dengan metana untuk menghasilkan karbon dioksida dan air.
Penurunan konsentrasi nikel akan menyebabkan “kelaparan nikel” untuk methanogen, yang bergantung pada enzim berbasis nikel untuk proses metabolisme utama. Alga dan organisme lain yang melepaskan oksigen selama fotosintesis menggunakan enzim yang berbeda, dan karenanya akan lebih sedikit terpengaruh oleh kelaparan nikel. Akibatnya, metana atmosfer akan menurun, dan kondisi untuk peningkatan oksigen akan ditetapkan.
Para peneliti menemukan bahwa kadar nikel dalam BIF mulai turun sekitar 2,7 miliar tahun lalu dan 2,5 miliar tahun lalu sekitar setengah dari nilainya sebelumnya.
“Waktunya pas sekali. Penurunan nikel bisa membuat panggung untuk Acara Oksidasi Hebat, ”kata Papineau. "Dan dari apa yang kita ketahui tentang methanogen hidup, kadar nikel yang lebih rendah akan sangat mengurangi produksi metana."
Adapun mengapa nikel jatuh di tempat pertama, para peneliti menunjuk ke geologi. Selama fase awal sejarah Bumi, sementara mantelnya sangat panas, lava dari letusan gunung berapi akan relatif tinggi dalam nikel. Erosi akan mencuci nikel ke laut, menjaga level tinggi. Tetapi ketika mantel mendingin, dan sifat kimia lava berubah, gunung berapi memuntahkan lebih sedikit nikel, dan lebih sedikit yang akan menemukan jalan ke laut.
"Koneksi nikel bukanlah sesuatu yang pernah dipertimbangkan siapa pun sebelumnya," kata Papineau. "Ini hanya elemen jejak dalam air laut, tetapi penelitian kami menunjukkan bahwa itu mungkin memiliki dampak besar pada lingkungan Bumi dan pada sejarah kehidupan."
Sumber: Carnegie Institution for Science, melalui Eurekalert.
