Źródłom tego tlenu jest poświęcona publikacja dostępna na łamach Nature Geoscience. Podstawowym wnioskiem w tej sprawie jest to, że przynajmniej część tlenu, który pojawił się na młodej Ziemi, miała tektoniczne pochodzenie. Gdy płyty tworzące skorupę naszej planety przesuwały się, doszło do ich uszkodzenia i emisji tlenu do atmosfery.
Czytaj też: Czy taka “zabawa w Boga” ma sens? Najmniejsza sztuczna forma życia stała się wynikiem eksperymentu
Obecnie dominującą aktywnością tektoniczną jest tektonika płyt, która sprawia, że skorupa oceaniczna zapada się pod płaszcz Ziemi w punktach zwanych strefami subdukcji. Kwestią sporną pozostaje to, czy podobne wydarzenia miały miejsce w archaiku, czyli eonie trwającym mniej więcej od 4 do 2,5 miliarda lat temu.
Wiadomo też, że współcześnie jedną z cech stref subdukcji jest występowanie utlenionej magmy. Ta powstaje, gdy utlenione osady i zimne, gęste wody z pobliża dna oceanu trafiają do płaszcza Ziemi. W efekcie powstają skały magmowe o wysokiej zawartości tlenu i wody. Gdyby w odległej przeszłości istniały podobne struktury, to wskazywałoby to na możliwość istnienia stref subdukcji oraz występowania tektoniki płyt ok. 2,7 miliarda lat temu.
Tlen mógł się pojawić w ziemskiej atmosferze około 2,7 mld lat temu
Zbierając próbki na terenie Ameryki Północnej, naukowcy zyskali możliwość oceny natlenienia magmy pochodzącej z tego właśnie okresu. Ich szczególną uwagę zwrócił apatyt, czyli minerał występujący w kryształach cyrkonu. Te są bardzo wytrzymałe i długowieczne, dzięki czemu mogą stanowić swego rodzaju kapsuły czasu dostarczające informacji na temat zjawiska sprzed miliardów lat.
Kryształy apatytu mają szerokość 30 mikronów, czyli odpowiadają rozmiarami komórkom ludzkiej skóry. Jako że zawierają siarkę, to mierząc jej ilość badacze mogą odpowiedzieć na kluczowe pytanie: czy apatyt powstał z utlenionej magmy? O ile początkowo zawartość siarki była w zasadzie zerowa, tak około 2705 milionów lat temu wzrosła do mniej więcej 2000 części na milion. Werdykt? Skały magmowe stały się bogatsze w siarkę.
Czytaj też: W obiekcie z kosmosu znaleźli coś zupełnie nowego. Czym są te niespotykane minerały?
Co więcej, brak tlenu rozpuszczonego w zbiornikach wywodzących się z archaiku nie uniemożliwił powstania bogatych w siarkę, utlenionych skał magmowych w strefach subdukcji. Tlen w tych obszarach musiał pochodzić z innego źródła, a ostatecznie trafił do atmosfery podczas erupcji wulkanicznych.