Rahvusvaheline geoloogide meeskond avastas Lõuna-Aafrikast vanimad teadaolevad "hapniku taskud" - koha, kus juba 2,97 miljardit aastat tagasi, 430 miljonit enne hapnikurevolutsiooni elasid esimesed fotosünteesi tekitavad organismid ja eraldasid hapnikku.
Noore Maa atmosfääris oli väga vähe hapnikku; Täna on õhus 20% sellest gaasist fotosünteetiliste taimede ja bakterite tagajärg. Esimestena eraldasid hapnikku tsüanobakterid, üherakulised fotosünteesivad organismid. Alguses kulutas nende eraldatud hapnik ainult kivimite oksüdeerimiseks, kuid umbes 2,5 miljardit aastat see protsess lõppes ning hapnik hakkas õhku kogunema ja ookeanis lahustuma; seda sündmust nimetatakse hapnikurevolutsiooniks (või katastroofiks, kuna hapnikuatmosfääri rikastamise tagajärjel on surnud liigid, kes on kohanenud eluks vähendavas, mitte oksüdeerivas atmosfääris).
Muistse Maa atmosfääri hapnikusisalduse hüppe määrab väävli isotoopide jaotus settekivimites. Üheksakümnendate aastate keskel avastatud Caltechi geokeemikute rühmana muutus väävli isotoopide jaotus dramaatiliselt pärast hapnikurevolutsiooni tänu osoonikihi ilmumisele, mis varjas Maad päikese ultraviolettkiirguse eest, mis suurendas kerge väävli isotoopide reaktsioonivõimet ja tekitas nn massist sõltumatu jaotuse.
Teadlased õpivad tundma esimeste fotosünteesi tekitavate organismide aktiivsust enne hapnikurevolutsiooni settekivimite koostise kaudu, mis aeglaselt kogunesid "hapniku taskutesse". Need on suurte bakterimatide lähedal asuvad alad, mille ümber oli hapniku kontsentratsioon tänapäevasele lähemal kui ülejäänud planeedil. On teada mitu sellist "hapniku taskut", mille vanus on 2,5 kuni 2,7 miljardit aastat; neid leiti kõigil mandritel, välja arvatud Antarktika. Peale süsiniku (süsinikdioksiidist), vesiniku ja hapniku (veest) vajavad nad muid elemente nagu väävel ja lämmastik. Sinivetikad saadi väävlit redutseerides seda mullas olevatest sulfaatidest. Kivimitele, millel elasid ja jagunesid tsüanobakterid, nagu hapnikurevolutsiooni järel tekkinud kivimitele, on iseloomulik väävli isotoopide massisõltumatu jaotus.
Mullu avastas Saksamaa Tübingeni ülikooli geoloogide rahvusvaheline meeskond Lõuna-Aafrika Vabariigis Pongola looduskaitsealal kivimi, mille väävli isotoopide levik näitab atmosfääri kõrge hapniku kontsentratsiooni juba 2,97 miljardit aastat tagasi, kaua enne hapnikurevolutsiooni toimumist. Väävli isotoopide levik Pongola kihistu kivimites muudab Pongoli "hapniku tasku" tänapäeval vanimaks teada.
Uurimistöö on avaldatud ajakirjas Nature Geochemistry.
Ksenia Malõševa
