Międzynarodowy zespół geologów odkrył w RPA najstarsze znane „kieszenie tlenowe” - miejsce, w którym już 2,97 miliarda lat temu, 430 milionów przed rewolucją tlenową, żyły i wydzielały tlen pierwsze organizmy fotosyntetyzujące.
W atmosferze młodej Ziemi było bardzo mało tlenu; Obecnie 20% tego gazu w powietrzu jest wynikiem fotosyntetyzujących roślin i bakterii. Cyanobacteria, jednokomórkowe organizmy fotosyntetyzujące, jako pierwsze uwolniły tlen. Początkowo uwolniony przez nich tlen był zużywany tylko na utlenianie skał, ale około 2,5 miliarda lat ten proces się zakończył i tlen zaczął gromadzić się w powietrzu i rozpuszczać w oceanie; zdarzenie to nazywane jest rewolucją tlenową (lub katastrofą, gdyż w wyniku wzbogacenia atmosfery w tlen ginęły gatunki przystosowane do życia w atmosferze redukującej, nieutleniającej).
O skoku zawartości tlenu w atmosferze starożytnej Ziemi decyduje rozkład izotopów siarki w skałach osadowych. Kiedy grupa geochemików z Caltech odkryła w połowie lat dziewięćdziesiątych, rozkład izotopów siarki zmienił się dramatycznie po rewolucji tlenowej z powodu pojawienia się warstwy ozonowej, która chroniła Ziemię przed słonecznym promieniowaniem ultrafioletowym, które zwiększyło reaktywność lekkich izotopów siarki i stworzyło tak zwany rozkład niezależny od masy.
O aktywności pierwszych organizmów fotosyntetycznych przed rewolucją tlenową naukowcy dowiadują się dzięki składowi skał osadowych, które powoli gromadziły się w „kieszeniach tlenowych”. Są to obszary w pobliżu dużych mat bakteryjnych, wokół których stężenie tlenu było bliższe współczesnemu niż na pozostałej części planety. Znanych jest kilka takich „kieszeni tlenowych”, w wieku od 2,5 do 2,7 miliarda lat; znaleziono je na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy. Oprócz węgla (z dwutlenku węgla), wodoru i tlenu (z wody) potrzebują innych pierwiastków, takich jak siarka i azot. Sinice pozyskiwały siarkę poprzez redukcję jej z siarczanów w glebie. Skały, na których żyły i dzieliły się sinice, podobnie jak skały powstałe po rewolucji tlenowej, charakteryzują się niezależnym od masy rozmieszczeniem izotopów siarki.
W zeszłym roku międzynarodowy zespół geologów z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech odkrył skałę w rezerwacie przyrody Pongola w RPA, w której rozkład izotopów siarki wskazuje na wysokie stężenie tlenu w atmosferze już 2,97 miliarda lat temu, na długo przed rewolucją tlenową. Rozmieszczenie izotopów siarki w skałach formacji Pongola sprawia, że pongolska „kieszeń tlenowa” jest najstarszą znaną obecnie.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Geochemistry.
Ksenia Malysheva