何十億年も前の地球の環境は、今日私たちが知っている環境とは非常に異なっていました。基本的に、私たちの惑星の原始的な大気は、私たちが知っているように、二酸化炭素、窒素、その他のガスで構成され、生命に有害でした。しかし、古原生代（25〜16億年前）までに、大気に酸素が導入され始めた場所で劇的な変化が起こりました。これは、大酸化イベント（GOE）として知られています。
最近まで、科学者たちは、光合成細菌が大気を変化させた結果であるこの出来事が急速に起こったかどうか確信がありませんでした。しかし、国際的な科学者のチームによる最近の研究によれば、この出来事は以前考えられていたよりもはるかに速かったです。新たに発見された地質学的証拠に基づいて、チームは、大気への酸素の導入は細流ではなく「消防ホースのような」ものであると結論付けました。
「20億年前のエバポライトが地球の大きな酸化を捕らえている」というタイトルのこの研究は、最近ジャーナルに掲載されました 理科。 プリンストンの地球科学部の博士研究員であるClaraBlättlerが率いるこのチームには、Blue Marble Space Institute of Science、Karelian Science Center、British Geological Survey、Geological Survey of Norway、および複数の大学のメンバーも含まれていました。
つまり、大酸素発生イベントは、約24.5億年前に原生代の初めに始まりました。このプロセスは、シアノバクテリアが二酸化炭素（CO2）をゆっくりと代謝して酸素ガスを生成した結果であると考えられています。これは現在、大気の約20％を占めています。しかし、最近まで、科学者たちはこの期間を制限する方法を多く置くことができませんでした。
幸いなことに、ノルウェーの地質調査所の地質学者のチームは、ロシアのペトロザヴォーツクにあるカレリアの研究センターと協力して、この時代にさかのぼる保存された結晶化塩のサンプルを最近回収しました。これらは、オネガ湖の西岸にあるオネガパラメトリックホール（OPH）掘削サイトから、ロシア北西部のカレリアにある深さ1.9 km（1.2マイル）の穴から抽出されました。
およそ20億年前のこれらの塩の結晶は、古代の海水が蒸発した結果でした。これらのサンプルを使用して、ブレトラー氏とそのチームは、GOEの時期に地球上に存在していた海と大気の構成について学ぶことができました。まず、チームは、海水が酸素と反応した結果である硫酸塩が驚くほど大量に含まれていると判断しました。
Aivo Lepland-タリン工科大学の地質学専門家であり、この研究の筆頭著者であるノルウェーの地質調査所の研究者-が最近のプリンストンプレスリリースで説明したように：
「これは、これらのミネラルが沈殿した古代の海水が、現在の海洋性硫酸塩の少なくとも30％に達する高い硫酸塩濃度を示したという、これまでで最も強い証拠です。これは以前考えられていたよりもはるかに高く、地球の20億年前の大気海洋システムの酸素化の大きさをかなり再考する必要があります。」
これまで、科学者たちは、私たちが知っているように、私たちの大気が窒素と酸素の現在のバランスに到達するのにどれくらい時間がかかるかわからなかった。基本的に、意見はそれが急速に起こったものであるか、数百万年の間に発生したものであるかに分けられました。これの多くは、発見された最も古い岩塩が10億年前にさかのぼるという事実に由来します。
「その時代の大気の組成について教えてくれる証拠がなかったため、これらのアイデアをテストすることは困難でした」とブレトラー氏は述べています。しかし、およそ20億年前の岩塩を発見することで、科学者たちは現在、GOEに制約を課す必要があるという証拠を得ています。そのような岩塩のサンプルはかなり壊れやすいので、発見は非常に幸運でした。
この研究に使用したサンプルには、岩塩（食卓塩や塩化ナトリウムと化学的に同じ）や、時間の経過とともに容易に溶解するカルシウム、マグネシウム、カリウムの他の塩が含まれていました。しかし、この場合に得られたサンプルは、地球の奥深くで非常によく保存されていました。そのため、彼らはGOEの時期に何が起こったかについての貴重な手がかりを科学者に提供することができます。
今後の見通しとして、この最新の研究は、GOEが大気中に酸素ガスを蓄積させた後に何が起こったかを説明する新しいモデルにつながる可能性があります。地球化学分析の解釈を提供したプリンストンの地球科学の助教授であるジョンヒギンズが説明したように、
「これは地質堆積物のかなり特殊なクラスです。さまざまな化学信号の増減に関連する大酸化イベントが酸素生成の大きな変化を表すのか、それともしきい値を超えたのかについては、多くの議論が交わされています。結論として、この論文は、この期間中の地球の酸素化が多くの酸素生産を含んでいたという証拠を提供しているということです…陸または海のフィードバックサイクルに重要な変化があったか、または微生物ですが、いずれにしても、以前に理解していたよりもはるかに劇的でした。」
これらのモデルは、太陽系を超えた生命の狩猟にも役立つ可能性があります。何十億年も前に私たちの惑星で何が起こったのかを理解して、それを生命に適したものにすることで、他の惑星で同じ条件とプロセスを見つけることができます。
