Kajian baru telah mendedahkan gambaran yang lebih jelas tentang sejarah oksigen di atmosfera bumi selama 3.5 bilion tahun yang lalu, menunjukkan bahawa peningkatan secara beransur-ansur dalam tahap gas ini berkait rapat dengan perkembangan kehidupan di planet ini. Sebaliknya, proses geologi yang berkaitan dengan pergerakan plat tektonik memainkan peranan dalam mencipta variasi berkala dalam tahap ini sepanjang zaman geologi yang panjang.
Plat tektonik adalah bahagian besar kerak bumi yang bergerak sangat perlahan di atas lapisan mantel di dalam bumi, yang menyebabkan benua bergerak dan kadangkala bergabung menjadi satu benua raksasa sebelum berpisah semula dalam tempoh berjuta-juta tahun.
Butiran Kajian
Kajian ini, yang diterbitkan pada 16 Mac dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), menggabungkan teknik pembelajaran mesin dengan analisis komposisi kimia mineral purba yang terpelihara dalam batuan sedimen. Penggabungan ini membolehkan para penyelidik membina semula sejarah oksigen di atmosfera dengan ketepatan temporal yang lebih tinggi daripada yang tersedia dalam kajian-kajian sebelumnya.
Oksigen dianggap sebagai salah satu elemen terpenting yang membentuk sejarah kehidupan di bumi. Sebelum pengumpulan oksigen dalam jumlah besar di atmosfera, kehidupan kebanyakannya terhad kepada organisma mikroskopik sederhana yang mampu hidup dalam persekitaran yang hampir tidak mempunyai oksigen. Dengan peningkatan tahap gas ini, berlaku perubahan besar dalam kimia planet, yang membuka jalan kepada penyebaran organisma multiselular.
Latar Belakang & Konteks
Walaupun pentingnya fasa ini dalam sejarah bumi, para saintis menghadapi kesukaran dalam menentukan bagaimana dan bila tahap oksigen meningkat sepanjang sejarah geologi. Ini disebabkan oleh rekod geokimia purba yang menyimpan jejak perubahan ini adalah terhad dan tersebar dalam batuan lama, seperti yang dijelaskan oleh penulis utama kajian, Jean G. Gang, profesor sains bumi di Universiti Sains Bumi China.
Untuk mengatasi masalah ini, para penyelidik menumpukan perhatian kepada mineral yang dikenali sebagai pirite sedimen, yang terbentuk dalam persekitaran marin purba. Ia dikenali dengan warna keemasan yang berkilau, dan menyimpan sejumlah kecil elemen kimia yang dikenali sebagai elemen nadir, yang membawa maklumat penting tentang keadaan kimia lautan dan atmosfera pada zaman mineral itu terbentuk.
Impak & Akibat
Hasil kajian menunjukkan bahawa tahap oksigen di atmosfera meningkat secara beransur-ansur sepanjang zaman geologi yang panjang, yang dikenali sebagai pengoksigenan beransur-ansur bumi. Para penyelidik mengaitkan trend ini dengan perkembangan jisim biologi di planet ini, terutamanya dengan penyebaran organisma hidup yang mampu melakukan fotosintesis.
Dalam proses ini, beberapa organisma mikroskopik seperti bakteria biru menggunakan cahaya matahari untuk menukarkan karbon dioksida dan air kepada bahan organik, sambil melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Dengan peningkatan jumlah organisma ini, pengeluaran oksigen meningkat dan terkumpul secara beransur-ansur di atmosfera, yang membawa kepada perubahan persekitaran yang besar yang membolehkan penyebaran bentuk kehidupan yang lebih kompleks.
Signifikansi Kawasan
Kajian ini mempunyai kepentingan khusus untuk kawasan Arab, di mana banyak negara menghadapi cabaran persekitaran berkaitan dengan perubahan iklim dan sumber semula jadi. Memahami sejarah oksigen dan perubahannya boleh membantu dalam membangunkan strategi yang berkesan untuk menyesuaikan diri dengan perubahan persekitaran semasa.
Kesimpulannya, kajian ini membentuk semula pemahaman kita tentang sejarah planet bumi, dan menyoroti hubungan kompleks antara kehidupan dan proses geologi dalam membentuk atmosfera yang kita huni hari ini.