Det er en av konklusjonene fra et internasjonalt forskningssamarbeid bestående av forskere fra Syddansk Universitet, Arizona State University, Harvard University og Nordisk Center for Jordens Udvikling (NordCEE).

Resultatet er nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters.

– Avanserte dyr kan bare eksistere hvis de har oksygen. Undersøkelsen vår av stein fra Grand Canyon viser at oksygentap og kvelende hydrogensulfid var utbredt i havene for 750 millioner år siden.

– Resultatene våre kan forklare hvorfor dyrelivet oppsto så sent i jordens historie. Betingelsene var ikke til stede for 750 millioner år siden, forteller post.doc Tais W. Dahl fra Biologisk institutt ved Syddansk Universitet.

Oksygenfattig vann

Forskerne så verken etter hydrogensulfid eller oksygen da de skulle fastslå innholdet av disse to komponentene i havene i jordens barndom. I stedet gransket de molybden, som er et grunnstoff som reagerer med hydrogensulfid.

Det er mye molybden i havene i dag, siden det er lettoppløselig i vann som er mettet med oksygen. Til gjengjeld var det lite molybden i havene på den tidlige jorden, siden det er uoppløselig i oksygenfattig vann som er rikt på hydrogensulfid.

Ved å se på innholdet av molybden kunne forskerne fastslå hvor mye hydrogensulfid det var i havene, siden steinen fra Grand Canyon ble dannet for 750 millioner år siden.

Da innholdet av hydrogensulfidinnholdet var høyt, kunne de konkludere med at oksygennivået måtte være tilsvarende lavt, fordi oksygen og hydrogensulfid ikke kan eksistere samtidig.

– Det banebrytende i teknikken vår er at vi fra en skjefull sedimenter (se faktaboks) fra havbunnen kan fortelle noe om innholdet av sulfid i hele verdenshavet på den tiden sedimentet ble avleiret. Molybden har den egenskapen at det er fullt utblandet i vann, og derfor sier undersøkelsene våre ikke bare noe om mengden hydrogensulfid på et bestemt sted, men i alle verdens hav, forteller Dahl.

– Vi har laget en modell som viser hvordan isotopsammensetningen av molybdeninnholdet i havet endrer seg når utbredelsen av hydrogensulfid øker. Resultatene våre viser at havene inneholdt om lag 500 ganger så mye hydrogensulfid for 750 millioner år siden sammenlignet med i dag.

Skal løse gåten om livets utvikling

Resultatene av den oppsiktsvekkende forskningen skal i fremtiden brukes til å forstå det miljøet hvor dyrelivet på jorden utviklet seg.

For 750 millioner år siden var havene fylt med hydrogensulfid, som ble dannet av hydrogensulfidproduserende bakterier. Da hydrogensulfidet forsvant fra havene, forbedret det vilkårene for avanserte dyr.

For omkring 700 millioner år siden skjedde det noe med klimabalansen på jorden som gjorde at hydrogensulfidinnholdet falt og oksygennivået steg. Dermed kunne avansert liv utvikle seg, noe man tydelig ser i de fossilene som er avleiret fra perioden.

Nedkjøling av jorden forstyrret klimabalansen

Nå er det opp til forskerne å analysere seg frem til hvilke forutsetninger som har vært gjeldende for at livet kunne bryte den barrieren som lå i hydrogensulfidet i flere milliarder år. Med andre ord skal forskerne finne ut hvor hydrogensulfidet forsvant hen.

– Vi vet at jorden gjennomgikk en massiv nedkjøling både for 700 og 635 millioner år siden, og at det kan ha senket innholdet av hydrogensulfid i havene. I to omganger ble kloden kjølt kraftig ned, ifølge det forskere kaller «Snowball Earth Theory». Faktisk ble jorden så kald at det var istid på ekvator.

– Det er nærliggende at tro at de to tingene henger sammen, og det er derfor interessant å se på om de globale nedkjølingene var en forutsetning for at avansert liv utviklet seg på jorden, avslutter Dahl.

 Referanse:

Tais W. Dahl et.al., Molybdenum evidence for expansive sulfidic water masses in ~ 750 Ma oceans, Earth and Planetary Science Letters, Volume 311, Issues 3-4, oktober 2011 (sammendrag)

________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygård for forskning.no