Para ilmuwan mengekstrak udara berusia 1,4 miliar tahun dari “kapsul waktu” garam batu

Para ilmuwan telah berhasil mengekstraksi udara berusia 1,4 miliar tahun yang terperangkap dalam kristal garam batu, memperoleh sampel langka dari atmosfer bumi kuno. Udara menunjukkan tingkat oksigen dan karbon dioksida lebih tinggi dari perkiraan para ahli, menunjukkan iklim yang lebih sejuk dan moderat.

Ada lebih dari itu miliar tahundi cekungan dangkal yang sekarang disebut Ontario utara, sebuah danau subtropis, mirip dengan Death Valley saat ini, menguap di bawah pengaruh lembut matahari, meninggalkan kristal halitjuga dikenal sebagai sal-gemacampuran natrium klorida, disertai kalium klorida dan magnesium klorida, yang terdapat pada endapan di permukaan bumi.

Dunia saat itu sangat berbeda dari yang kita ketahui saat ini. Bakteri mendominasi kehidupan di Bumi. Ganggang merah baru saja muncul di lanskap evolusi. Organisme multiseluler yang kompleks, seperti hewan dan tumbuhan, baru muncul sekitar 800 juta tahun kemudian.

Saat air menguap, sebagian air terperangkap dalam kantong kecil di dalam kristal, sehingga membeku seiring berjalannya waktu. Inklusi cairan ini mengandung gelembung udara yang mengungkapkan, dengan sangat rinci, komposisi atmosfer awal bumi.

Kristal-kristal tersebut kemudian terkubur oleh sedimen, dan tetap terisolasi dari dunia luar selama 1,4 miliar tahun. rahasia mereka tetap tersembunyi – sampai sekarang.

Dalam studi baru, tim peneliti dari Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), yang dipimpin oleh mahasiswa doktoral Justin Parkdi bawah bimbingan Profesor Morgan Schallermenganalisis komposisi gas dan cairan yang terperangkap dalam kristal halit kuno dari Ontario utara, dan berhasil menelusuri kembali catatan langsung atmosfer bumi dalam waktu sekitar 1,4 miliar tahun.

Hasil dari belajar baru-baru ini diterbitkan di majalah Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.

“Ini adalah perasaan yang luar biasa membuka sampel udara yang berumur satu miliar tahun lebih tua dari dinosaurus”, komentar Park, dalam a penyataan ya RPI.

Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa inklusi cairan dalam kristal halit dapat menyebabkan hal ini menyimpan sampel atmosfer primitif bumi. Namun, mendapatkan pengukuran yang akurat dari sampel-sampel ini merupakan sebuah tantangan besar: inklusi tersebut mengandung gelembung udara dan air garam, dan gas seperti oksigen dan karbon dioksida berperilaku berbeda di dalam air dibandingkan di udara.

Mengoreksi perbedaan-perbedaan ini untuk mendapatkan pembacaan gas yang dapat diandalkan seperti yang ada di atmosfer kuno, Ini merupakan tugas yang sulit. Park mampu memecahkan masalah ini, sebagian berkat peralatan khusus yang dikembangkan di laboratorium Schaller. Para peneliti telah menerapkan metode ini untuk mempelajari atmosfer bumi. Mesoproterozoico.

“Pengukuran karbon dioksida yang diperoleh Justin belum pernah dilakukan sebelumnya,” jelas Schaller. “Kami belum pernah bisa melihat era ini dalam sejarah bumi dengan begitu teliti. Faktanya, mereka adalah sampel udara kuno!”.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa atmosfer Mesoproterozoikum mengandung sekitar 3,7% dari oksigen yang ada saat ini — nilai yang sangat tinggi, cukup untuk mendukung kehidupan hewan multiseluler yang kompleksmeski baru muncul ratusan juta tahun kemudian.

Karbon dioksida sepuluh kali lebih banyak dibandingkan saat ini — cukup untuk mengimbangi apa yang disebut “Matahari Muda dan Pudar” dan menciptakan iklim yang serupa dengan yang ada saat ini.

Kemudian muncul sebuah pertanyaan yang wajar: jika terdapat cukup oksigen untuk menopang kehidupan hewan, Mengapa butuh waktu lama untuk berevolusi??

Park menekankan bahwa sampel tersebut hanya mewakili satu skala geologis. “Mungkin mencerminkan peristiwa singkat dan sementara oksigenasi di era yang panjang ini yang oleh para ahli geologi dengan bercanda disebut sebagai ‘miliaran tahun yang monoton‘”, katanya. Itu adalah periode dalam sejarah bumi yang ditandai dengan rendahnya tingkat oksigen, stabilitas atmosfer dan geologi yang baik, dan sedikit perubahan evolusioner.

“Terlepas dari namanya, memiliki data observasi langsung dari periode ini sangatlah penting karena membantu kita lebih memahami betapa rumitnya kehidupan terjadi di planet ini dan bagaimana atmosfer kita berevolusi menjadi seperti sekarang ini,” tambah Park.

Perkiraan tidak langsung sebelumnya mengenai tingkat karbon dioksida selama periode ini menunjukkan nilai terlalu rendahtidak sesuai dengan pengamatan lain yang menunjukkan bahwa tidak ada glasiasi signifikan selama Mesoproterozoikum.

Pengukuran langsung yang diperoleh sekarang, dikombinasikan dengan nilai suhu yang diperkirakan dari garam itu sendiri, menunjukkan hal itu iklim pada periode ini lebih sejuk dari yang diperkirakan sebelumnya — mirip dengan yang sekarang.

Schaller juga menyoroti bahwa ganggang merah mereka muncul tepat pada saat ini dalam sejarah bumi dan terus berlanjut, bahkan hingga saat ini, menjadi sumber oksigen penting pada tingkat global. Kadar oksigen yang relatif tinggi mungkin merupakan akibat langsung dari peningkatan kelimpahan dan kompleksitas dari alga ini.

“Bisa jadi apa yang kami abadikan sebenarnya adalah momen seru tepat di tengah-tengah apa yang disebut ‘miliar membosankan’”, tutupnya.