Βαθιά κάτω από τα πόδια μας, σε έναν κόσμο ακραίων πιέσεων και θερμοκρασιών που δεν έχουμε τη δυνατότητα να επισκεφθούμε, μπορεί να κρύβεται ένα άγνωστο μέχρι σήμερα μέταλλο που άλλαξε την πορεία της ζωής στη Γη. Οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι μια νέα μορφή οξειδίου του μαγγανίου στον μανδύα του πλανήτη ίσως συνδέεται με ένα από τα μεγαλύτερα «σημεία καμπής» στην ιστορία της Γης: την εμφάνιση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.
Πριν από περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη ήταν ένας εντελώς διαφορετικός πλανήτης. Η ατμόσφαιρα περιείχε ελάχιστο ελεύθερο οξυγόνο, μέχρι που συνέβη το λεγόμενο Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης (Great Oxygenation Event – GOE). Μικροοργανισμοί που μπορούσαν να πραγματοποιούν φωτοσύνθεση άρχισαν να απελευθερώνουν οξυγόνο, το οποίο σταδιακά συσσωρεύτηκε στην ατμόσφαιρα, αλλάζοντας τη χημεία των ωκεανών, των πετρωμάτων και τελικά ανοίγοντας τον δρόμο για πιο σύνθετη ζωή.
Το μαγγάνιο φαίνεται πως είχε σημαντικό ρόλο σε αυτή την αρχαία ιστορία. Το στοιχείο αυτό θεωρείται κρίσιμο για πρώιμες μορφές φωτοσύνθεσης, πριν εμφανιστεί ο μηχανισμός παραγωγής οξυγόνου που κυριαρχεί σήμερα στη φύση. Στον φλοιό της Γης, το μαγγάνιο βρίσκεται συνήθως σε ορυκτά που περιέχουν οξυγόνο, πολλά από τα οποία άρχισαν να εμφανίζονται σε μεγάλες ποσότητες περίπου την εποχή του GOE.
Η νέα θεωρία προέρχεται από τον Jingming Shi και τους συνεργάτες του, οι οποίοι εξέτασαν αν μπορεί να υπάρχει κάποια μορφή μαγγανίου που μέχρι σήμερα δεν είχε παρατηρηθεί, κρυμμένη στον βαθύ μανδύα της Γης. Η ομάδα χρησιμοποίησε προσομοιώσεις σε υπολογιστή για να δοκιμάσει χιλιάδες διαφορετικούς συνδυασμούς ατόμων μαγγανίου και οξυγόνου σε συνθήκες παρόμοιες με εκείνες περίπου 2.900 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη, όπου οι πιέσεις φτάνουν έως και 1,5 εκατομμύριο φορές την ατμοσφαιρική πίεση.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν αρκετές πιθανές νέες ενώσεις. Η πιο εντυπωσιακή ήταν ένα οξείδιο που περιέχει τέσσερα άτομα μαγγανίου για κάθε άτομο οξυγόνου, μια εξαιρετικά ασυνήθιστη αναλογία για τέτοια υλικά. Σύμφωνα με τον Shi, το γεγονός ότι μια τόσο πλούσια σε μαγγάνιο ένωση μπορεί να παραμένει σταθερή σε τόσο ακραίες συνθήκες ήταν το πιο απρόσμενο στοιχείο της έρευνας.
Αν και οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη άμεση απόδειξη ότι η συγκεκριμένη ένωση υπάρχει πράγματι στο εσωτερικό της Γης, οι ιδιότητές της δημιουργούν νέα ερωτήματα. Θα μπορούσε να εξηγεί γιατί σε ορισμένες περιοχές κοντά στα όρια μανδύα και πυρήνα τα σεισμικά κύματα κινούνται πιο αργά από το αναμενόμενο. Ίσως εκεί να υπάρχουν περιοχές εξαιρετικά πλούσιες σε μαγγάνιο που μέχρι σήμερα δεν είχαν αναγνωριστεί.
Το σενάριο γίνεται ακόμη πιο ενδιαφέρον επειδή αυτή η ένωση θα μπορούσε θεωρητικά να είχε μεταφερθεί από το βαθύ εσωτερικό της Γης προς τους αρχαίους ωκεανούς. Εκεί ίσως συνέβαλε στη δημιουργία των μεγάλων κοιτασμάτων μαγγανίου που εμφανίστηκαν γύρω από την περίοδο της Μεγάλης Οξυγόνωσης.
Ο Timothy Lyons από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ρίβερσαϊντ χαρακτηρίζει την πιθανότητα αυτή ένα σημαντικό κομμάτι του «κύκλου του μαγγανίου», ενός κύκλου που συνδέει την εξέλιξη της ζωής, τη γεωλογία και τη σύγχρονη τεχνολογία, καθώς το μαγγάνιο χρησιμοποιείται σήμερα σε χάλυβα, μπαταρίες και πολλές βιολογικές διεργασίες.
Οι επιστήμονες εξηγούν ότι η υψηλή πίεση μπορεί να δημιουργήσει υλικά που δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν στην επιφάνεια. Όταν τα άτομα συμπιέζονται σε ακραίο βαθμό, μπορούν να σχηματίσουν εντελώς διαφορετικές κρυσταλλικές δομές και χημικές καταστάσεις. Αυτό έχει ήδη φανεί σε μελέτες του βαθιού μανδύα, όπου υλικά συμπεριφέρονται διαφορετικά από ό,τι γνωρίζουμε κοντά στην επιφάνεια.
Ωστόσο, οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η σύνδεση ανάμεσα στη νέα ένωση μαγγανίου, τις σεισμικές ανωμαλίες και την εμφάνιση του οξυγόνου παραμένει ακόμη υπόθεση. Χρειάζονται πειράματα σε εργαστήριο, με ειδικές συσκευές υψηλής πίεσης που χρησιμοποιούν διαμάντια για να αναπαράγουν τις συνθήκες του εσωτερικού της Γης.
Αν τελικά επιβεβαιωθεί, ένα άγνωστο μέχρι σήμερα ορυκτό κρυμμένο χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια μπορεί να αποδειχθεί ότι ήταν ένας από τους αθέατους πρωταγωνιστές στη μεγαλύτερη αλλαγή που γνώρισε ποτέ ο πλανήτης: τη στιγμή που η Γη άρχισε να αναπνέει.
Με πληροφορίες από Newscientist / Pmc.ncbi.nlm.nih.gov / Nature / News.mit.edu / Researchers.mq.edu
