Phân tích loại muối lâu đời nhất trên thế giới còn sót lại từ nước biển từ xa xưa trong những ngày đầu của quá trình tiến hóa đã phần nào lý giải lý do vì sao khí quyển lại trở nên giàu oxy và giúp hình thành sự sống trên Trái đất.
Sự kiện “Oxy hóa vĩ đại”, là một quá trình sinh học, biến bầu khí quyển thành một chất ôxy giàu có, nhưng nghiên cứu gần đây cho thấy rằng nó đã được lan ra rộng rãi và nhanh hơn nhiều so với trước đây.
Bà Clara Blättler, thuộc khoa Khoa học Địa chất trường đại học Princeton, cho biết: "Thay vì một giọt nước, nó giống như một ngọn lửa" và bà cũng là tác giả đầu tiên nghiên cứu vấn đề này. "Đó là một sự thay đổi lớn trong sản xuất oxy," bà nói thêm.
Bằng chứng của sự thay đổi lớn này của oxy phóng thích vào khí quyển, như các nhà nghiên cứu mô tả, xuất phát từ các tảng đá muối kết tinh được chiết xuất từ một trục sâu 2 km được khoan tại Karelia Tây Bắc nước Nga.
Muối này là một phần của biển cổ đại đã bốc hơi và để lại muối đã được chôn sâu dưới đất.
Các mẫu được khoảng 2,3 tỷ năm tuổi khiến cho các nhà địa chất có một cái nhìn chưa từng có về trang điểm hóa học của thế giới cổ đại.
Theo báo cáo, một phát hiện quan trọng từ tiền khoáng sản và bằng chứng về sản xuất oxy là sự hiện diện của một lượng lớn sulfat. Nó là một thành phần của nước biển được hình thành khi ôxy phản ứng với lưu huỳnh.
Aivo Lepland, một nhà nghiên cứu thuộc Cục Khảo sát Địa chất Na Uy, nói: "Đây là bằng chứng mạnh mẽ nhất về nước biển cổ xưa mà cho thấy những khoáng chất này kết tủa có nồng độ sulfat cao đạt ít nhất 30% lượng sulfat đại dương ngày nay theo ước tính của chúng tôi.
Ông giải thích: "Nồng độ cao hơn nhiều so với những gì chúng ta đã từng nghĩ và đòi hỏi phải suy nghĩ lại về mức độ oxy hóa hệ thống đại dương 2 tỷ năm tuổi của Trái đất.
Sự kiện “Oxy hóa vĩ đại” theo ghi nhận của báo cáo, đã xảy ra khi vi khuẩn cyanobacteria có khả năng quang hợp - sử dụng ánh sáng Mặt Trời và carbon dioxide để giải phóng oxy - bắt đầu bơm oxy vào không khí.
Câu hỏi vẫn chưa được trả lời cho đến khi nghiên cứu gần đây cho thấy liệu tiến trình này có tiến triển dần dần hay không, với việc vi khuẩn mất hàng triệu năm để làm tăng mức oxy 20% trong khí quyển, hoặc nếu nó xảy ra nhanh.
"Rất khó để kiểm tra những ý tưởng này bởi vì chúng tôi không có bằng chứng từ thời đại đó để nói cho chúng tôi về thành phần của bầu khí quyển", Blättler cho hay.
Các mỏ muối của Nga thu thập được sẽ là muối lâu đời nhất từng được tìm thấy. Theo báo cáo, nó hơn ít nhất một tỷ năm tuổi so với muối lâu đời nhất được tìm thấy trước đó.
Mẫu này chứa muối halite hoặc muối đá và đồng nhất với muối ăn và nó có natri clorua, và cả dấu hiệu của canxi, magiê và kali.
John Higgins, trợ lý giáo sư về địa chất tại Princeton, người đã cung cấp những giải thích về việc phân tích địa hóa học cùng với các đồng tác giả khác, nói: "Đây là một lớp tiền địa chất đặc biệt.”
"Đã có rất nhiều cuộc tranh luận về việc liệu sự kiện “Oxy hóa vĩ đại” có liên quan đến tăng và giảm các tín hiệu hóa học khác nhau hay không, và có đại diện cho sự thay đổi lớn trong sản xuất oxy không hay chỉ là một ngưỡng vượt qua.
Điểm mấu chốt là bài viết này cung cấp bằng chứng cho thấy sự oxy hóa của Trái đất trong suốt thời kỳ này liên quan đến sản xuất oxy".