পৃথিবীর অক্সিজেন কোথা থেকে এসেছে? নতুন গবেষণা একটি অপ্রত্যাশিত উত্স ইঙ্গিত // Where did the earth's oxygen come from?

পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেনের পরিমাণ এটিকে বাসযোগ্য গ্রহে পরিণত করে।

বায়ুমণ্ডলের একুশ শতাংশ এই জীবনদায়ক উপাদান নিয়ে গঠিত। কিন্তু গভীর অতীতে - 2.8 থেকে 2.5 বিলিয়ন বছর আগে নিওআর্চিয়ান যুগে - এই অক্সিজেন প্রায় অনুপস্থিত ছিল।

তাহলে, কিভাবে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল অক্সিজেনযুক্ত হয়ে উঠল?

আমাদের গবেষণা, নেচার জিওসায়েন্সে প্রকাশিত, একটি নতুন সম্ভাবনা যোগ করে: পৃথিবীর প্রাথমিক অক্সিজেনের অন্তত কিছু অংশ পৃথিবীর ভূত্বকের গতিবিধি এবং ধ্বংসের মাধ্যমে একটি টেকটোনিক উৎস থেকে এসেছিল।

Archean Earth

আর্কিয়ান ইয়ন আমাদের গ্রহের ইতিহাসের এক তৃতীয়াংশ প্রতিনিধিত্ব করে, 2.5 বিলিয়ন বছর আগে থেকে চার বিলিয়ন বছর আগে।

এই এলিয়েন পৃথিবী ছিল জল-জগৎ, সবুজ মহাসাগরে আবৃত, মিথেন কুয়াশায় আবৃত এবং বহু-কোষীয় প্রাণের সম্পূর্ণ অভাব। এই পৃথিবীর আরেকটি এলিয়েন দিক ছিল এর টেকটোনিক কার্যকলাপের প্রকৃতি।

আধুনিক পৃথিবীতে, প্রভাবশালী টেকটোনিক ক্রিয়াকলাপকে প্লেট টেকটোনিক্স বলা হয়, যেখানে মহাসাগরীয় ভূত্বক — মহাসাগরের নীচে পৃথিবীর সবচেয়ে বাইরের স্তর — পৃথিবীর আবরণে (পৃথিবীর ভূত্বক এবং এর কেন্দ্রের মধ্যবর্তী অঞ্চল) অভিসারী বিন্দুতে ডুবে যায় যাকে সাবডাকশন জোন বলে। . যাইহোক, আর্কিয়ান যুগে প্লেট টেকটোনিক্স চালু ছিল কিনা তা নিয়ে যথেষ্ট বিতর্ক রয়েছে।

আধুনিক সাবডাকশন জোনগুলির একটি বৈশিষ্ট্য হল অক্সিডাইজড ম্যাগমাগুলির সাথে তাদের সংযোগ। এই ম্যাগমাগুলি তৈরি হয় যখন অক্সিডাইজড পলল এবং নীচের জল - সমুদ্রের তলদেশের কাছে ঠান্ডা, ঘন জল - পৃথিবীর আবরণে প্রবেশ করা হয়। এটি উচ্চ অক্সিজেন এবং জলের সামগ্রী সহ ম্যাগমা তৈরি করে।

আমাদের গবেষণার লক্ষ্য ছিল আর্কিয়ান তলদেশের জল এবং পলিতে অক্সিডাইজড পদার্থের অনুপস্থিতি অক্সিডাইজড ম্যাগমা গঠনে বাধা দিতে পারে কিনা। নিওআর্চিয়ান ম্যাগম্যাটিক শিলায় এই জাতীয় ম্যাগমাগুলির সনাক্তকরণ প্রমাণ দিতে পারে যে সাবডাকশন এবং প্লেট টেকটোনিক্স 2.7 বিলিয়ন বছর আগে ঘটেছিল।

The Experiment

আমরা সুপিরিয়র প্রদেশের আবিটিবি-ওয়াওয়া উপপ্রদেশ জুড়ে 2750- থেকে 2670-মিলিয়ন-বছরের পুরানো গ্রানিটয়েড শিলার নমুনা সংগ্রহ করেছি - উইনিপেগ, ম্যানিটোবা থেকে সুদূর-পূর্ব কুইবেক পর্যন্ত 2000 কিলোমিটারের বেশি বিস্তৃত বৃহত্তম সংরক্ষিত আর্কিয়ান মহাদেশ। এটি আমাদের নিওআর্চিয়ান যুগ জুড়ে উত্পন্ন ম্যাগমাগুলির অক্সিডেশন স্তরের তদন্ত করার অনুমতি দেয়।

ম্যাগমা বা লাভার শীতলকরণ এবং স্ফটিককরণের মাধ্যমে গঠিত - এই ম্যাগম্যাটিক শিলাগুলির অক্সিডেশন-স্টেট পরিমাপ করা চ্যালেঞ্জিং। স্ফটিককরণের পরবর্তী ঘটনাগুলি পরবর্তীতে বিকৃতি, সমাধি বা উত্তাপের মাধ্যমে এই শিলাগুলিকে সংশোধন করেছে।

সুতরাং, আমরা এই শিলাগুলির মধ্যে জিরকন স্ফটিকগুলিতে উপস্থিত খনিজ অ্যাপাটাইটটি দেখার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। জিরকন স্ফটিকগুলি স্ফটিকের পরবর্তী ঘটনাগুলির তীব্র তাপমাত্রা এবং চাপ সহ্য করতে পারে। তারা মূলত যে পরিবেশে তৈরি হয়েছিল সে সম্পর্কে সূত্র ধরে রাখে এবং শিলাগুলির জন্য সঠিক বয়স প্রদান করে।

ছোট এপাটাইট স্ফটিক যা 30 মাইক্রনের কম চওড়া — মানুষের ত্বকের কোষের আকার — জিরকন স্ফটিকগুলিতে আটকা পড়ে৷ তারা সালফার ধারণ করে। অ্যাপাটাইটে সালফারের পরিমাণ পরিমাপ করে, আমরা অক্সিডাইজড ম্যাগমা থেকে এপাটাইট বেড়েছে কিনা তা নির্ধারণ করতে পারি।

আমরা অ্যাডভান্সড ফোটন সোর্স সিনক্রোট্রনে এক্স-রে শোষণ নিয়ার এজ স্ট্রাকচার স্পেকট্রোস্কোপি (S-XANES) নামক একটি বিশেষ কৌশল ব্যবহার করে মূল আর্কিয়ান ম্যাগমার অক্সিজেন ফুগাসিটি সফলভাবে পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছি - যা মূলত এতে মুক্ত অক্সিজেনের পরিমাণ। ইলিনয়ের Argonne ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে।

পানি থেকে অক্সিজেন তৈরি হচ্ছে?

আমরা দেখেছি যে ম্যাগমা সালফারের পরিমাণ, যা প্রাথমিকভাবে শূন্যের কাছাকাছি ছিল, প্রায় 2705 মিলিয়ন বছর প্রতি মিলিয়নে 2000 অংশে বেড়েছে। এটি ইঙ্গিত দেয় যে ম্যাগমাগুলি আরও সালফার সমৃদ্ধ হয়ে উঠেছে। অতিরিক্তভাবে, S6+-এর প্রাধান্য — এক ধরনের সালফার আয়ন — অ্যাপাটাইটে সালফার একটি অক্সিডাইজড উৎস থেকে এসেছে, যা হোস্ট জিরকন স্ফটিক থেকে পাওয়া তথ্যের সাথে মিলে যায়।

এই নতুন অনুসন্ধানগুলি নির্দেশ করে যে অক্সিডাইজড ম্যাগমাগুলি 2.7 বিলিয়ন বছর আগে নিওআর্চিয়ান যুগে তৈরি হয়েছিল। তথ্যগুলি দেখায় যে আর্কিয়ান মহাসাগরের জলাধারগুলিতে দ্রবীভূত অক্সিজেনের অভাব সাবডাকশন জোনে সালফার-সমৃদ্ধ, অক্সিডাইজড ম্যাগমা গঠনে বাধা দেয়নি। এই ম্যাগমাগুলির অক্সিজেন অবশ্যই অন্য উত্স থেকে এসেছে এবং শেষ পর্যন্ত আগ্নেয়গিরির অগ্নুৎপাতের সময় বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেওয়া হয়েছিল।

আমরা দেখেছি যে এই অক্সিডাইজড ম্যাগমাগুলির ঘটনাটি সুপিরিয়র প্রদেশ এবং ইলগারন ক্র্যাটন (ওয়েস্টার্ন অস্ট্রেলিয়া) এর প্রধান স্বর্ণ খনিজকরণের ঘটনাগুলির সাথে সম্পর্কযুক্ত, এই অক্সিজেন-সমৃদ্ধ উত্স এবং বিশ্ব-মানের আকরিক জমা গঠনের মধ্যে একটি সংযোগ প্রদর্শন করে।

এই অক্সিডাইজড ম্যাগমাগুলির প্রভাব প্রাথমিক পৃথিবীর জিওডাইনামিকসের বোঝার বাইরে চলে যায়। পূর্বে, এটি অসম্ভাব্য মনে করা হয়েছিল যে আর্কিয়ান ম্যাগমাগুলি অক্সিডাইজ করা যেতে পারে, যখন সমুদ্রের জল এবং সমুদ্রের তল শিলা বা পলি ছিল না।

যদিও সঠিক প্রক্রিয়াটি অস্পষ্ট, এই ম্যাগমাগুলির উপস্থিতি নির্দেশ করে যে সাবডাকশন প্রক্রিয়া, যেখানে সমুদ্রের জল আমাদের গ্রহে কয়েকশো কিলোমিটার নিয়ে যাওয়া হয়, বিনামূল্যে অক্সিজেন উৎপন্ন করে। এটি তখন ওভারলাইং ম্যান্টেলকে অক্সিডাইজ করে।

আমাদের সমীক্ষা দেখায় যে আর্কিয়ান সাবডাকশন পৃথিবীর অক্সিজেনেশন, 2.7 বিলিয়ন বছর আগে অক্সিজেনের প্রারম্ভিক হুইফস এবং গ্রেট অক্সিডেশন ইভেন্ট, যা বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের দুই শতাংশ 2.45 শতাংশ বৃদ্ধি চিহ্নিত করতে একটি গুরুত্বপূর্ণ, অপ্রত্যাশিত কারণ হতে পারে। 2.32 বিলিয়ন বছর আগে।

আমরা যতদূর জানি, সৌরজগতে পৃথিবীই একমাত্র স্থান — অতীত বা বর্তমান — প্লেট টেকটোনিক্স এবং সক্রিয় সাবডাকশন সহ। এটি পরামর্শ দেয় যে এই গবেষণাটি আংশিকভাবে অক্সিজেনের অভাব ব্যাখ্যা করতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত, ভবিষ্যতে অন্যান্য পাথুরে গ্রহগুলিতেও জীবন রয়েছে।

Source: THE CONVERSATION Orginal Post Read