Perang Udara Bumi: Studi Yale mengungkapkan mengapa kehidupan yang kompleks membutuhkan waktu lama untuk muncul
Sebuah studi Yale mengungkapkan bahwa peningkatan konsentrasi yodium laut mengganggu stabilisasi lapisan ozon Bumi, menunda kehidupan yang kompleks selama lebih dari 2 miliar tahun. Temuan ini menantang gagasan bahwa evolusi saja menyebabkan keterlambatan, menyoroti peran yodium dalam penipisan ozon.
Jika Anda menyukai aroma mawar musim semi, suara burung musim panas, dan warna dedaunan musim gugur, Anda memiliki stabilisasi lapisan ozon untuk berterima kasih atasnya. Terletak di stratosfer, lapisan ozon melindungi bumi dari radiasi ultraviolet yang berbahaya, memainkan peran penting dalam mempertahankan keanekaragaman hayati planet ini.
Dan sekarang kita mungkin memiliki gagasan yang lebih baik tentang mengapa itu memakan waktu begitu lama – lebih dari 2 miliar tahun – terjadi.
Sebuah studi baru yang dipimpin Yale menunjukkan bahwa atmosfer awal Bumi menjadi tuan rumah pertempuran antara yodium dan oksigen-secara efektif menunda penciptaan lapisan ozon yang stabil yang akan melindungi kehidupan kompleks dari sebagian besar radiasi ultraviolet matahari (UVR).
Teori baru tentang Formasi Tertunda Lapisan Ozon
Teori baru, yang dijelaskan dalam sebuah penelitian dalam jurnal Prosiding Akademi Sains Nasionaldapat memecahkan misteri yang telah membingungkan para ilmuwan selama ratusan tahun.
“Asal dan diversifikasi kehidupan kompleks di Bumi tetap menjadi salah satu pertanyaan paling mendalam dan bertahan lama dalam ilmu alam,” kata Jingjun Liu, seorang mahasiswa doktoral di Ilmu Bumi dan Planet di Yale dan penulis pertama dan sesuai dari studi baru.
Memang, para ilmuwan telah lama bertanya -tanya mengapa tanaman darat tidak muncul di Bumi sampai 450 juta tahun yang lalu, meskipun nenek moyang mereka, cyanobacteria, telah ada selama 2,7 miliar tahun. Demikian juga, tidak ada fosil untuk hewan darat yang kompleks atau tumbuhan sebelum era Kambrium (541 hingga 485 juta tahun yang lalu) meskipun ada bukti mikrofosil yang jauh lebih tua.
https://www.youtube.com/watch?v=cycgx6n0dyc
Video pendek yang menjelaskan penelitian. Kredit: Universitas Yale
“Satu -satunya penjelasan yang ada menyatakan bahwa penundaan ini adalah karakteristik intrinsik dari evolusi – bahwa sejumlah besar waktu diperlukan,” kata Noah Planavsky, seorang profesor ilmu bumi dan planet, anggota fakultas dari Yale Center for Carbon Carbon, and Penulis Senior Studi Baru. “Namun gagasan itu gagal menjelaskan bagaimana dan mengapa kehidupan yang kompleks berasal dan beragam.”
Studi baru ini menunjukkan bahwa sesuatu di luar kebutuhan akan waktu bertanggung jawab: stabilisasi tertunda lapisan ozon Bumi, yang disebabkan oleh peningkatan konsentrasi yodium laut yang mencegah pelindung pelindung pelindung dari pembentukan di atmosfer.
Peran yodium dalam penghancuran ozon
Produksi ozon tergantung pada oksigen atmosfer dan latar belakang UVR. Telah diterima secara luas oleh para ilmuwan bahwa begitu Bumi membentuk konsentrasi substansial oksigen atmosfer, planet ini membentuk lapisan ozon yang memungkinkan evolusi biologis untuk melanjutkan tanpa hambatan.
“Kami menantang paradigma ini dengan mempertimbangkan bagaimana siklus yodium Bumi yang berkembang mungkin telah memengaruhi kelimpahan dan stabilitas ozon,” kata Liu.
Untuk penelitian ini, tim peneliti yang dipimpin Yale menganalisis berbagai lini bukti geologis independen dan mengembangkan model atmosfer laut untuk merekonstruksi dinamika yodium-ozon untuk Bumi awal. Para peneliti menemukan bahwa peningkatan kandungan iodida laut (dibentuk ketika yodium bergabung dengan elemen lain untuk membentuk garam) berlaku melalui sebagian besar sejarah Bumi, yang akan menyebabkan emisi yodium anorganik yang signifikan ke atmosfer setelah munculnya oksigen – dengan potensi untuk untuk mendapatkannya mengganggu ozon.
Paralel dengan penghancuran ozon modern
Mekanisme penghancuran ozon oleh yodium mirip dengan proses yang dengannya klorofluorokarbon (CFC) menciptakan “lubang ozon” di atas Antartika. Ketika CFC menjalani fotolisis, mereka melepaskan klorin reaktif, yang secara katalitik menghancurkan ozon di stratosfer, yang mengarah ke penipisan 50% di atas Antartika benua pada puncak masalah.
“Siklus katalitik yang digerakkan oleh yodium untuk penghancuran 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 seluruh penipisan ozon atmosfer oleh puluhan atau bahkan ratusan kali relatif terhadap tingkat modern.”
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 sangat rendah dan kemungkinan tidak stabil, mengarah pada fluks tinggi atau persisten dari UVR matahari di permukaan bumi,” kata Liu.
Referensi: “Evolusi siklus yodium dan stabilisasi akhir lapisan ozon bumi” oleh Jingjun Liu, Dalton S. Hardisty, James F. Kasting, Mojtaba Fakhraee dan Noah J. Planavsky, 6 Januari 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2412898121
