では、O2はいつ、どこで地球上に蓄積し始めたのでしょうか。

研究者は古代の岩石を研究し、25億～23億年前のいつか、地球は科学者が「Great Oxidation Event」または略して「GOE」と呼ぶものを経験したことを突き止めたのです。 しかし、この分野の多くの研究を通じて、GOE の前に、地球の古代の浅い海の小さな領域に、少量の酸素が存在していたという証拠が浮かび上がってきたのです。 そして、アリゾナ州立大学（ASU）の科学者が率いる研究チームは、ネイチャー・ジオサイエンス誌に最近発表された研究で、GOE以前に、これまで認識されていたよりも大規模かつ深部まで、海洋酸素化が顕著だったという有力な証拠を提示したのです。 「これらの岩石は、大酸化現象の前の異常な酸素供給エピソード中に堆積したことが以前に示されていたため、私たちの研究に最適でした」と、ASUの地球宇宙探査学部の主執筆者であるChadlin Ostranderは述べています。

この研究では、オストランダーはクリーンな実験室で頁岩サンプルを溶解して目的の元素を分離し、質量分析計で同位体組成を測定しました。 このプロセスは、ウッズホール海洋研究所（マサチューセッツ州）の Sune Nielsen 氏、フロリダ州立大学の Jeremy Owens 氏、ウォータールー大学（カナダ、オンタリオ州）の Brian Kendall 氏、ASU の地球宇宙探査学部の Gwyneth Gordon と Stephen Romaniello、ASU の地球宇宙探査学部と分子科学部の Ariel Anbar の共同執筆者の協力を受けて完成されました。

質量分析計を用いて、研究チームはマウント・マクレー・シェールのタリウムおよびモリブデン同位体組成を測定しました。 これは、両方の同位体系が同じ頁岩試料セットで測定された初めてのことであった。 仮説通り、予想通りのタリウムとモリブデンの同位体パターンが現れ、古代の海の広い範囲でマンガン酸化鉱物が海底に埋没していることが示された。 この埋没が起こるには、25億年前の海底まで酸素が存在している必要があった。

この発見は、地球の海洋酸素化史に対する科学者の理解を深めるものである。 O2の蓄積は、GOE以前の表層海洋のごく一部に限定されたものではなかったと思われる。 酸素の蓄積は、海洋の広い範囲に及び、深海にまで及んでいた可能性が高い。

「今回の発見により、地球の初期の酸素化について考え直さなければならなくなりました」とオストランダーは述べています。 「多くの証拠が、25億年前のGOE以降に地球の大気中に酸素が蓄積され始めたことを示唆しています。 しかし、現在では、地球の最初の酸素化は海洋に根ざした物語であることが明らかになっています。 O2がいつ、どこで蓄積され始めたかがわかった今、次の疑問はなぜかです」と、ASU学長教授で共同執筆者のアンバー氏は言います。 「私たちは、大気中にO2が蓄積され始めるずっと以前から、O2を生成するバクテリアが海洋で繁栄していたと考えています。 では、何がどう変化したのでしょうか？ それが私たちの次の研究課題です」

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