과학자들은 그레이트 산화 사건 (GOE)으로 알려진 것에 대한 몇 가지 설명을 제안했습니다. 약 23 억 년 전에 시작되어 시아 노 박테리아의 출현 및 확산과 관련이있는 산소 수준이 갑자기 증가했습니다. 그러나 산소가 낮은 수준에서 지구 대기를 지배하기 위해 상승한 정확한 방법은 불분명했습니다.
로스 앤젤레스 캘리포니아 대학의 우주 생물학자인 Jacky Austermann은“이전 연구는 이것이 어떻게 일어 났는지에 대한 다른 아이디어를 제안했지만, 진화하는 생태계가 환경에 어떤 영향을 미치고 역학에 영향을 줄 수 있는지 조사 할 수있는 능력이 부족했다. "여기서 우리는 산소 생성 시아 노 박테리아가 일단 특정 농도에 도달하면 실제로 행성을 산소에 의해 지배하는 상태로 이끌 수 있음을 보여줍니다."
최초의 미생물 중 하나 인 Cyanobacteria는 지구의 거의 모든 생태계에서 발견되며, 색소 색상과 광합성을 수행하는 능력으로 인해 "청록색 조류"로 알려져 있습니다. 이는 태양의 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물을 설탕으로 전환하는 과정입니다.
광합성의 부산물은 산소입니다. 오늘날의 대기는 21 %의 산소이며, 대부분 고대 광합성에 의해 수백만 년에 걸쳐 생성 된 것으로 생각됩니다.
알지 못하는 것은 시아 노 박테리아가 나타나기 전에 대기가 산소가 부족한 이유입니다. 이는 현재 수준의 0.1 % 미만으로 추정되지만 간단한 형태의 삶을 지원하기에 충분합니다.
이 질문을 해결하기 위해 Austermann과 동료들은 바다에서 시아 노 박테리아의 상승과 확산을 조사하기위한 모델을 개발했으며 해양이 산소에 의해 지배되는 상태로 전환되는 조건을 시뮬레이션했습니다.
이 팀은 산소를 생산하지 않은 가장 간단한 생명체를 포함하는 바다 모델을 개발하는 것으로 시작했습니다. 그런 다음 제한된 수의 시아 노 박테리아를 도입했는데, 광합성이 이용 가능한 자원을 이용하도록 몰아 냈을 때 인구가 자라기 시작했습니다.
연구원들은 초기 시아 노 박테리아의 수와 광합성, 풍화 및 다른 미생물의 산소 소비와 같은 다른 생화학 적 과정의 비율이 다양한 모델을 여러 번 실행했습니다.
그들은 시아 노 박테리아 농도의 임계 임계 값이 있음을 발견했습니다.이 너머의 바다는 비산소 생성 유기체에 의해 지배되는 것에서 시아 노 박테리아에 의해 지배되는 신속하고 돌이킬 수없는 전환을 겪는다는 것을 발견했습니다.
이 임계 값에서의 정확한 인구 밀도는 다른 상황에 따라 다를 수 있지만, 팀은 시아 노 박테리아의 총 바이오 매스가 생태계 내에 포함 된 모든 살아있는 유기체의 빌딩 블록 인 총 1 천분의 총 유기 탄소에 도달해야한다고 계산합니다.
UCLA의 고생물학자인 벤자민 존슨 (Benjamin Johnson)은“소량의 시아 노 박테리아만이 런 어웨이 산소 증가를 생성 할 수 있다면 지질 학적 기록에서 GOE의 상대적으로 갑작스러운 특성을 설명 할 수있다.
그들의 모델은 또한 큰 산화 사건에 가장 책임이있는 요인을 확인했습니다. 화학적 풍화의 강도와 특정 종류의 철분 산화 박테리아의 농도에 가장 민감했습니다.
연구원들은 다음 단계는 여기에서 사용한 시아 노 박테리아 집단의 단순한 지수 성장률 이외의 시나리오를 조사하고 탄소주기의 다른 구성 요소의 피드백 효과를 탐구하는 것이라고 말합니다.
