Studie, die neues Licht auf den globalen Kohlenstoffkreislauf der Erde wirft, könnte dabei helfen, die Bewohnbarkeit anderer Planeten zu beurteilen

Die Forschung brachte wichtige neue Informationen über die Entwicklung von Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen lebenswichtigen Elementen im Laufe der Erdgeschichte zutage und könnte dabei helfen, zu beurteilen, auf welchen anderen Planeten sich möglicherweise Leben entwickelt hat, von Pflanzen über Tiere bis hin zu Menschen.

Die heute veröffentlichte Studie in Natürliche Geowissenschaften und unter der Leitung eines Forschers der Universität Bristol zeigt zum ersten Mal, wie die Ansammlung von kohlenstoffreichen Gesteinen die Produktion von Sauerstoff und seine Freisetzung in die Atmosphäre beschleunigte. Bisher war die genaue Art und Weise, wie die Atmosphäre mit Sauerstoff angereichert wurde, den Wissenschaftlern lange Zeit unbekannt und führte zu widersprüchlichen Erklärungen.

Da Vulkane regelmäßig Kohlendioxid ausstoßen, gelangt es schließlich in den Ozean und bildet Gesteine ​​wie Kalkstein. Wenn sich die weltweiten Bestände dieser Gesteine ​​aufbauen, können sie ihren Kohlenstoff bei tektonischen Prozessen, einschließlich Gebirgsbildung und Metamorphose, freisetzen.

Mit diesem Wissen erstellten Wissenschaftler ein einzigartiges, hochentwickeltes Computermodell, um wichtige Veränderungen in den Kohlenstoff-, Nährstoff- und Sauerstoffkreisläufen tief in der 4 Milliarden Jahre alten Erdgeschichte genauer zu verfolgen.

Der Hauptautor und Biogeochemiker Dr. Lewis Alcott, Dozent für Geowissenschaften an der Universität Bristol, sagte: „Dieser Durchbruch ist wichtig und aufregend, weil er uns helfen kann zu verstehen, wie andere Planeten als die Erde das Potenzial haben, intelligente Sauerstoffsysteme zu unterstützen.“ Leben einhauchen.

„Zuvor hatten wir keine klare Vorstellung davon, warum sich Sauerstoff von sehr niedrigen Konzentrationen zu aktuellen Konzentrationen bewegte, da Computermodelle nicht in der Lage waren, alle möglichen Rückkopplungen zusammen genau zu simulieren. Dies faszinierte Wissenschaftler jahrzehntelang und führte zu unterschiedlichen Theorien.“

Der Befund deutet darauf hin, dass ältere Planeten, die vor Milliarden von Jahren wie die Erde entstanden sind, möglicherweise eine bessere Chance haben, in ihrer Kruste genügend kohlenstoffreiche Ablagerungen anzusammeln, was die schnelle Wiederverwertung von Kohlenstoff und lebensnotwendigen Nährstoffen erleichtern könnte.

Die Ergebnisse zeigten, dass diese allmähliche Anreicherung der Kruste mit Kohlenstoff zu immer höheren Recyclingraten von Kohlenstoff und verschiedenen Mineralien führt, einschließlich der für die Photosynthese benötigten Nährstoffe, dem Prozess, bei dem grüne Pflanzen Sonnenlicht nutzen, um Nährstoffe aus Kohlendioxid und Wasser aufzunehmen. Dieser Zyklus beschleunigt daher im Laufe der Erdgeschichte regelmäßig die Produktion von Sauerstoff.

Die Forschung, die begann, als Dr. Alcott Hutchinson-Postdoktorand an der Yale University in den USA war, ebnet den Weg für zukünftige Arbeiten, um die komplexen Zusammenhänge zwischen globaler Temperatur, Sauerstoff und Nährstoffen besser zu verstehen.

Co-Autor Professor Benjamin Mills, Professor für Erdsystementwicklung an der Universität Leeds, sagte: „Wir haben viele Informationen über entfernte Sterne und die Größe der Planeten, die sie umkreisen.“ Bald könnte daraus eine Vorhersage über die Entwicklung des Erdsystems gemacht werden. Die potenzielle Chemie des Planeten und neue Fortschritte in der Teleskoptechnologie sollten uns zeigen, ob wir Recht haben. »