Pułapka na powietrze. Jak kryształy halitu stały się kapsułą czasu?
Niesamowitym archiwum okazały się kryształy halitu, czyli soli kamiennej, wydobyte w północnym Ontario. Powstały one około 1,4 mld lat temu w wyniku parowania płytkich mórz. Podczas krystalizacji, w swojej strukturze uwięziły mikroskopijne pęcherzyki ówczesnego powietrza oraz krople słonej wody. Te tzw. inkluzje płynne przetrwały w nienaruszonym stanie, zachowując chemiczną „pamięć” atmosfery z czasów, gdy życie ograniczało się do mikroorganizmów. Mimo że o istnieniu takich próbek wiedziano od dawna, ich analiza stanowiła gigantyczne wyzwanie. Każda inkluzja to mieszanina gazu i solanki, a takie związki jak tlen czy dwutlenek węgla zachowują się w wodzie inaczej niż w powietrzu. Dopiero opracowanie nowych, niezwykle precyzyjnych metod pomiarowych pozwoliło odczytać zapis sprzed eonów.
Czytaj też: Gorące stopione skały pod powierzchnią zmierzają w stronę Nowego Jorku. Mają 350 km średnicy
Wyniki analiz okazały się zaskakujące. Okazało się, iż stężenie tlenu w atmosferze mezoproterozoiku sięgało około 3,7% obecnego poziomu. To wciąż bardzo mało, lecz znacznie więcej, niż sugerowały wcześniejsze, pośrednie szacunki. Prawdziwym zaskoczeniem był jednak poziom dwutlenku węgla. Jego stężenie było aż dziesięciokrotnie wyższe niż w epoce sprzed rewolucji przemysłowej. To pierwsze bezpośrednie potwierdzenie takiego stanu rzeczy. Te liczby kreślą obraz świata, który działał na zupełnie innych zasadach, a jednocześnie utrzymywał delikatną równowagę. Młode Słońce świeciło wtedy słabiej niż obecnie, jednak wysoka koncentracja CO2, czyli silnego gazu cieplarnianego, skutecznie kompensowała ten niedobór energii. Dzięki temu klimat był umiarkowany i nie odnotowano wtedy śladów wielkich zlodowaceń.
Paradoks tlenu i narodziny życia
Odkrycie rodzi też intrygujące pytania. Jeśli poziom tlenu, choć niski, był teoretycznie wystarczający do podtrzymania metabolizmu bardziej złożonych stworzeń, to dlaczego życie przez setki milionów lat tkwiło w formie jednokomórkowej? Mezoproterozoik nie bez powodu zyskał przydomek Nudnego Miliarda. Był to okres niezwykłej stabilności geologicznej i biologicznej, w którym ewolucja zdawała się stać w miejscu. Nowe dane sugerują jednak, że ta stabilność mogła być pozorna. Naukowcy podejrzewają, że przeanalizowana próbka uchwyciła moment krótkiego, ale gwałtownego „piku” natlenienia. Kluczową rolę mogły odegrać algi czerwone, których bujny rozwój w tamtym okresie mógł okresowo wzbogacać atmosferę w tlen. Możliwe, że właśnie takie epizody, ukryte w pozornie monotonnej erze, przygotowywały grunt pod późniejszą eksplozję różnorodności życia.
Czytaj też: Dzień trwał 19 godzin i nic się nie zmieniało. Geolodzy ujawnili szokującą prawdę
Bezpośredni wgląd w skład atmosfery sprzed 1,4 mld lat to kamień milowy dla geologii i paleoklimatologii. Próbki z kryształów soli dostarczają nam twardych danych tam, gdzie do tej pory królowały spekulacje. Choć odkrycie nie wyjaśnia wszystkich tajemnic tamtego okresu, to wyraźnie pokazuje, że Nudny Miliard wcale nie musiał być taki nudny. Być może był to raczej czas cichej, powolnej inkubacji, bez której nie doszłoby do późniejszych, gwałtownych przemian w dziejach życia na Ziemi.