O tym, jakie warunki panowały w prehistorycznym oceanie, można wywnioskować ze skał, które ukształtowały się na jego dnie. Odzwierciedleniem bilansu izotopów różnych pierwiastków chemicznych w wodzie morskiej jest stosunek izotopów tych pierwiastków w prehistorycznych warstwach skalnych, uzależniony również od temperatury wody. Analiza składu izotopowego najstarszych warstw skalnych dostarcza informacji o składzie wody i jej temperaturze.

Poprzednie badania, mające na celu określenie parametrów oceanu w archaiku, polegały na analizie stosunku izotopów tlenu. Analiza ta wykazała, że 3,5 mld lat temu temperatura światowego oceanu wynosiła od 55 do 85°C - w takim otoczeniu mogły rozwijać się wyłącznie ekstremofile - bakterie żyjące w skrajnych warunkach środowiskowych.

Naukowcy ze Stanford University wykorzystali w swych badaniach próbki drobnoziarnistej skały osadowej z Południowej Afryki. Skała ta ukształtowana została 3,5 mld lat temu na dnie oceanu. Analiza nie tylko stosunku izotopów tlenu, lecz i izotopów wodoru przyniosła zadziwiające wyniki. Okazało się, że temperatura oceanu nie mogła wówczas przekraczać 40°C, a w pewnych miejscach była ona znacznie niższa. Były to więc wspaniałe warunki dla organizmów fotosyntetyzujących – podstawy całego ekosystemu. Od takich mikroorganizmów rozpoczęła się  ewolucja życia na naszej planecie i, jak dowodzi badanie, ruszyła ona o wiele wcześniej, niż myślano dotychczas.

Rozwój mikroorganizmów w gorącej wodzie naukowcy badali na przykładzie gorących źródeł w Parku Narodowym Yellowstone. Im bardziej strumień oddala się od źródła, temperatura wody spada. Badacze zmierzyli, że mikroorganizmy fotosyntetyzujące zaczynają pojawiać się w miejscu, w którym woda schładza się do 73°C, a następnie ich populacja ciągle się zwiększa.

Naukowcy stwierdzili również, że skład izotopowy archaicznego oceanu różnił się od dzisiejszego - zawartość tlenu w wodzie w porównaniu z deuterem była o wiele większa, niż dzisiaj, co świadczy o innym składzie powietrza. Badacze przeprowadzili również dodatkowe badanie, aby upewnić się, że próbki skał nie uległy żadnym zmianom w ciągu kilku miliardów lat. Badanie potwierdziło, że próbki te są rzeczywiście fragmentem dna prehistorycznego oceanu.

Szczegóły tego badania zostały opublikowane w magazynie Nature i w informacji prasowej Stanford University. JSL

źródło: news.stanford.edu