Teori baru menjelaskan mengapa kehidupan kompleks di Bumi tidak muncul sampai 450 juta tahun yang lalu.
(Foto Ilustrasi: victor217/Freepik)Ringkasan:
- Tim peneliti menganalisis bukti geologi dan mengembangkan model ocean-atmosfer untuk merekonstruksi dinamika iodin-ozon Bumi awal.
- Mereka menemukan, kandungan iodida laut tinggi menghambat pembentukan lapisan ozon.
- Lapisan ozon yang tidak stabil dan rendah kemungkinan berlangsung selama 1,9 miliar tahun.
ngarahNyaho - Hewan dan tumbuhan di darat baru muncul di Bumi 450 juta tahun lalu. Ragam teori bermunculan yang mencoba menjelaskannya. Terbaru, dari ilmuwan di Universitas Yale.
Mereka mengungkapkan atmosfer awal Bumi menjadi tempat pertempuran sengit antara yodium dan oksigen. Hal itu secara efektif menunda terciptanya lapisan ozon yang stabil.
Lapisan ozon melindungi kehidupan kompleks dari sebagian besar radiasi ultraviolet matahari (UVR).
Teori baru, yang dijelaskan dalam sebuah studi di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, dapat memecahkan misteri yang telah membingungkan para ilmuwan selama ratusan tahun.
"Asal usul dan diversifikasi kehidupan kompleks di Bumi tetap menjadi salah satu pertanyaan paling mendalam dan abadi dalam ilmu pengetahuan alam," kata Jingjun Liu seperti dikutip dari Phys.
Liu adalah mahasiswa doktoral di bidang ilmu Bumi dan planet di Yale dan penulis pertama dan koresponden dari studi baru tersebut.
Memang, para ilmuwan telah lama bertanya-tanya mengapa tumbuhan darat tidak muncul di Bumi hingga 450 juta tahun yang lalu, meskipun nenek moyang mereka, cyanobacteria, telah ada selama 2,7 miliar tahun.
Demikian pula, tidak ada fosil hewan atau tumbuhan darat yang kompleks sebelum era Kambrium (541 hingga 485 juta tahun yang lalu) meskipun ada bukti mikrofosil yang jauh lebih tua.
"Satu-satunya penjelasan yang ada menyatakan bahwa penundaan ini merupakan karakteristik intrinsik evolusi—bahwa diperlukan waktu yang sangat lama," kata Noah Planavsky, seorang profesor dari Yale dan penulis senior studi baru tersebut.
"Namun gagasan itu gagal menjelaskan bagaimana dan mengapa kehidupan kompleks berasal dan terdiversifikasi."
Studi baru ini menunjukkan bahwa ada sesuatu yang lebih dari sekadar waktu yang menjadi penyebabnya: stabilisasi lapisan ozon Bumi yang tertunda, yang disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi yodium laut yang mencegah terbentuknya lapisan pelindung UVR di atmosfer.
Produksi ozon bergantung pada oksigen atmosfer dan UVR latar belakang.
Telah diterima secara luas oleh para ilmuwan bahwa begitu Bumi membentuk konsentrasi oksigen atmosfer yang substansial, planet ini membentuk lapisan ozon yang memungkinkan evolusi biologis berlangsung tanpa hambatan.
"Kami menantang paradigma ini dengan mempertimbangkan bagaimana siklus yodium Bumi yang berevolusi mungkin telah memengaruhi kelimpahan dan stabilitas ozon," kata Liu.
Untuk studi tersebut, tim peneliti yang dipimpin oleh Yale menganalisis berbagai bukti geologis independen dan mengembangkan model samudra-atmosfer untuk merekonstruksi dinamika yodium-ozon di Bumi purba.
Para peneliti menemukan bahwa kandungan iodida laut yang tinggi (terbentuk ketika yodium bergabung dengan unsur lain untuk membentuk garam) terjadi di sebagian besar sejarah Bumi.
Hal tersebut akan menyebabkan emisi yodium anorganik yang signifikan ke atmosfer setelah peningkatan oksigen—dengan potensi mengganggu ozon.
Mekanisme perusakan ozon oleh yodium mirip dengan proses yang menyebabkan klorofluorokarbon (CFC) menciptakan lubang ozon di atas Antartika.
Ketika CFC mengalami fotolisis, mereka melepaskan klorin reaktif, yang secara katalitik menghancurkan ozon di stratosfer, yang menyebabkan penipisan sebanyak 50 persen di atas benua Antartika pada puncak masalah.
"Siklus katalitik yang digerakkan oleh yodium untuk perusakan ozon mengikuti proses yang sama dan secara kinetik jauh lebih cepat daripada yang melibatkan klorin reaktif," kata Planavsky.
"Perhitungan fotokimia kami menunjukkan bahwa bahkan peningkatan moderat dalam emisi yodium anorganik laut dapat mengakibatkan penipisan ozon seluruh atmosfer hingga puluhan atau bahkan ratusan kali lipat dibandingkan dengan tingkat saat ini."
Liu mencatat bahwa pada skala global, tingkat ozon yang tidak stabil dan rendah kemungkinan bertahan dari 2,4 miliar tahun yang lalu hingga sekitar setengah miliar tahun yang lalu.
"Selama interval ini, bahkan di bawah tingkat produksi oksigen yang tinggi, ozon atmosfer bisa saja sangat rendah dan kemungkinan tidak stabil, yang menyebabkan fluks UVR matahari yang tinggi secara berkala atau terus-menerus di permukaan Bumi," kata Liu. |Sumber: Phys
Posting Komentar