โรงเรียนเทศบาลวัดไทรอารีรักษ์(มณีวิทยา) ยินดีต้อนรับ
วันที่ 29 มิถุนายน 2022 5:46 PM
โลก วันที่ยาวนานของโลกยุคแรกอาจเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อน
โลก วันที่ยาวนานของโลกยุคแรกอาจเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อนwww.tedsabanwatsai.ac.th
หน้าหลัก » นานาสาระ » โลก วันที่ยาวนานของโลกยุคแรกอาจเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อน

โลก วันที่ยาวนานของโลกยุคแรกอาจเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อน

อัพเดทวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 2022 เข้าดู 9 ครั้ง

โลก ออกซิเจนให้พลังงานแก่ชีวิตส่วนใหญ่บนโลกในปัจจุบัน แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป 3 พันล้านปีก่อนก๊าซนี้ขาดแคลนในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร การรู้ว่าเหตุใดจึงมีออกซิเจนมากมาย จึงสามารถให้ความกระจ่างเกี่ยวกับวิวัฒนาการของพืชและสัตว์ในโลกของเรา แต่นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาคำอธิบาย ที่จะทำให้ทุกคนพอใจ ทีมวิจัยได้เสนอความเชื่อมโยงใหม่ ระหว่างอัตราการหมุนของโลกบนแกนของมัน

ซึ่งกำหนดความยาวของวัน และการผลิตออกซิเจนเพิ่มเติมในสมัยโบราณ การจำลองในยุคแรกๆของ โลก รวมถึงหลักฐานของอาณานิคมของจุลินทรีย์ ที่ปกคลุมก้นหลุมยุบที่ตื้น และเต็มไปด้วยแสงแดดในทะเลสาบฮูรอนนำไปสู่ข้อสรุปที่น่าประหลาดใจ เนื่องจากการหมุนของโลกช้าลงด้วยเหตุนี้ วันที่ยาวนานขึ้นอาจกระตุ้นให้เกิดการสังเคราะห์แสงมากขึ้น จากประชากรจุลินทรีย์ที่คล้ายคลึงกัน

โลก

ข้อเสนอที่ได้อธิบายไว้ในวันนี้ในวารสารธรณีศาสตร์ธรรมชาติ ได้ทำให้นักวิชาการบางคนสนใจ วูดวาร์ด ฟิชเชอร์ นักธรณีวิทยาแห่งสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้อย่างไม่ต้องสงสัย กล่าวว่า การเพิ่มขึ้นของระดับออกซิเจนบนโลกนั้น เป็นการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุด อย่างไม่ต้องสงสัยในประวัติศาสตร์โลกของเรา การศึกษานี้เสนอแนวคิดใหม่ทั้งหมด

มันเกี่ยวกับการสร้างความสัมพันธ์ ที่ผู้คนไม่เคยคาดหวังมาก่อน โลกแตกต่างกันมากเมื่อชีวิตเริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน โดยมีทะเลตื้นกว้างใหญ่ เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีชีวิตเพียงชนิดเดียว จุลินทรีย์ในระยะแรกเหล่านี้จำนวนมากเป็นไซยาโนแบคทีเรีย ที่สามารถตั้งรกรากตะกอนและพื้นผิวหิน และในปัจจุบันบางครั้งทำให้เกิดบุปผาสาหร่าย ที่เป็นอันตรายต่อปลาและสัตว์น้ำอื่นๆ จุลินทรีย์ที่พัฒนาเป็นไซยาโนแบคทีเรีย

ซึ่งได้พัฒนากลไกระดับโมเลกุล ของการสังเคราะห์แสงในช่วงแรก ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำเป็นน้ำตาลและออกซิเจนได้ นักวิจัยเชื่อมานานแล้วว่าจุลินทรีย์เหล่านี้ได้ ให้ออกซิเจนเบื้องต้นแก่โลก ทำให้เกิดสภาพแวดล้อม ที่เอื้อต่อการพัฒนาชีวิตแบบแอโรบิกในทุกรูปแบบตลอดหลายยุคสมัย แต่พวกเขาก็ยังงงอยู่เสมอว่า ทำไมจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงชนิดแรก จึงผ่านไปประมาณ 1 พันล้านปี

ฟอสซิลแสดงให้เห็นว่ามีต้นกำเนิดมาเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน นักวิจัยทราบแล้วว่า โดยการจำลองระยะห่างของดวงจันทร์จากโลก และกระแสน้ำในชั้นบรรยากาศและในมหาสมุทร ว่าโลกอายุน้อยหมุนบนแกนของมันเร็วกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบันมาก หลายคนยอมรับว่าเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน 1 วันกินเวลาเพียง 6 ชั่วโมงเท่านั้น การจำลองคาดการณ์ว่าเมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อน

ความโน้มถ่วงของดวงจันทร์ทำให้การหมุนช้าลงเหลือประมาณ 21 ชั่วโมงต่อวัน ความเร็วในการหมุนของโลกยังคงที่ประมาณ 1 พันล้านปี เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกต้านแรงลากของดวงจันทร์ กองกำลังเหล่านี้เสียสมดุลเมื่อประมาณ 700 ล้านปีก่อน เนื่องจากวัฏจักรการสั่นพ้องระหว่างโลกกับดวงจันทร์ไม่เสถียรอย่างสมบูรณ์ และการหมุนของดาวเคราะห์ช้าลงจนถึงความเร็วปัจจุบัน ทำให้เกิดวัน 24 ชั่วโมงตามแบบจำลอง

ในปี 2016 หลังจากการคาดเดาโดยบังเอิญ จูดิธ แคลตต์ นักชีวธรณีเคมีที่สถาบันมักซ์พลังค์ สำหรับจุลชีววิทยาทางทะเล ค้นพบว่าการชะลอการหมุนของโลกสะท้อนให้เห็นถึงการกระโดดของออกซิเจนในบรรยากาศขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนพุ่งขึ้นครั้งแรกในช่วงที่เรียกว่า เหตุการณ์การเติมออกซิเจนครั้งใหญ่ ประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อน และอีกครั้งในช่วงยุคนีโอโปรเทอโรโซอิกมากกว่า 1 พันล้านปีต่อมา

ในช่วงพาลีโอโซอิกประมาณ 400 ล้านปีก่อน มีออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขั้นสุดท้าย ในฐานะเพื่อนดุษฎีบัณฑิตที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนที่ แอน อาร์เบอร์ กลัทท์ ศึกษาการเติบโตของจุลินทรีย์ที่เติบโตบนตะกอนในลุ่มน้ำ เกาะกลางในทะเลสาบที่นั่น น้ำตื้นเพียงพอที่ไซยาโนแบคทีเรีย จะได้รับแสงแดดเพียงพอสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

น้ำที่ขาดออกซิเจนและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จะลอยขึ้นมาจากก้นทะเลสาบ ทำให้เกิดสภาวะออกซิเจนที่ใกล้เคียง กับสภาพของโลกยุคแรกๆ นักประดาน้ำได้เก็บตัวอย่างจุลินทรีย์ และในห้องแล็บกลัตต์ได้เฝ้าติดตามปริมาณออกซิเจน ที่ปล่อยออกมาในช่วงเวลาต่างกัน โดยเลียนแบบด้วยหลอดฮาโลเจน ยิ่งพวกมันถูกแสงนานเท่าไร จุลินทรีย์ก็จะปล่อยก๊าซออกมามากขึ้นเท่านั้น

กลัตต์และอรชุน เชนนู จากศูนย์วิจัยทางทะเลเขตร้อน ไลบนิซได้สร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข เพื่อคำนวณว่าไซยาโนแบคทีเรียโบราณที่สามารถผลิตออกซิเจนได้มากเพียงใดในระดับโลก เมื่อผลลัพธ์ของการก่อตัวของจุลินทรีย์และข้อมูลอื่นๆ ถูกโหลดลงในโปรแกรมคอมพิวเตอร์นี้ พวกเขาได้เปิดเผยปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญ ระหว่างการเปิดรับแสงและการตั้งถิ่นฐานของจุลินทรีย์

โดยปกติจุลินทรีย์จะหายใจออกซิเจนได้เกือบเท่ากับ ที่พวกมันผลิตออกมาในตอนกลางวัน แต่เมื่อโลกหมุนช้าลง ชั่วโมงที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของแสงแดด ก็ทำให้ผู้ผลิตออกซิเจนจำลองสร้างส่วนเกิน โดยปล่อยออกซิเจนลงสู่น้ำ ผลที่ได้คือ ออกซิเจนในบรรยากาศติดตามความยาวโดยประมาณของวัน ในช่วงหลายยุคหลายสมัย ทั้ง 2 เพิ่มขึ้นตามขั้นบันไดด้วยที่ราบสูงยาว

ระดับออกซิเจนเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาหลายวันบนโลกหรือไม่ แบบจำลองแนะนำว่าปริมาณออกซิเจนบนโลกค่อยๆเพิ่มขึ้นตั้งแต่เกิด มหกรรมออกซิเจนอันยิ่งใหญ่ GOE เมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อน ตามด้วยที่ราบสูงเป็นเวลามืดมัวออกซิเจนเพิ่มขึ้นอีกครั้ง ในช่วงการเติมออกซิเจนด้วยนีโอโปรเทอโรโซอิก และพาลีโอโซอิก ออกซิเดชัน POE ความยาวของวันเพิ่มขึ้นในลักษณะที่เพิ่มขึ้นเท่าเดิม

ซึ่งบ่งชี้ว่าแสงที่เพิ่มเข้ามานั้นช่วยเพิ่มจุลินทรีย์ ที่สังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงในการเพิ่มออกซิเจน แนวคิดนี้ช่วยอธิบายได้ว่าทำไมออกซิเจน จึงไม่สะสมในบรรยากาศทันทีหลังจากที่ไซยาโนแบคทีเรียปรากฏขึ้นเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน ทิโมธี ลียงส์ นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์กล่าว เนื่องจากช่วงเวลาของวันยังสั้นอยู่ในช่วงเวลานั้น

ออกซิเจนในการก่อตัวของจุลินทรีย์ จึงไม่มีโอกาสสะสมในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการแพร่กระจาย วันที่ยาวนานช่วยให้ออกซิเจนเข้าสู่ชั้นน้ำ ที่อยู่ด้านบนและในชั้นบรรยากาศได้ในที่สุด ลียงกล่าว อย่างไรก็ตาม ลียงและคนอื่นๆกล่าวว่ามีหลายปัจจัยที่อาจมีส่วนทำให้ออกซิเจนเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ฟิชเชอร์สงสัยว่าไซยาโนแบคทีเรียที่ลอยได้อิสระ ไม่ใช่แค่ไซยาโนแบคทีเรียที่ติดอยู่กับพื้นผิวหินเท่านั้น ที่เป็นผู้เล่นรายใหญ่

เบนจามิน มิลส์ นักสร้างแบบจำลองระบบโลกที่มหาวิทยาลัยลีดส์ กล่าวว่า การปล่อยแร่ธาตุที่จับกับออกซิเจน จากภูเขาไฟในสมัยโบราณ บางครั้งอาจต่อต้านการสะสมของก๊าซในระยะเริ่มต้น และควรนำมาประกอบในการคำนวณออกซิเจน อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงในเวลากลางวัน ต้องพิจารณาให้ละเอียดกว่านี้ เขากล่าว เราจะพยายามเพิ่มสิ่งนั้นลงในแบบจำลองระบบโลกของเรา

อ่านต่อได้ที่ หลอดลม อาการของโรคหลอดลมอักเสบเฉียบพลันและวิธีการรักษา

แสดงความคิดเห็น เกี่ยวกับ " โลก วันที่ยาวนานของโลกยุคแรกอาจเป็นพื้นฐานของชีวิตที่ซับซ้อน "

นานาสาระ ล่าสุด