氧氣對(duì)于長壽的發(fā)展至關(guān)重要。但是，它幾乎不存在于年輕地球的海洋中。直到光合細(xì)菌的進(jìn)化，海洋中的氧氣水平才顯著增加。通過測量鎢的同位素組成，國際研究團(tuán)隊(duì)在科隆大學(xué)地質(zhì)與礦物學(xué)研究所的科學(xué)家的參與下，為更精確地確定早期大洋中氧含量隨時(shí)間的變化奠定了基礎(chǔ)。潛在地，他們希望對(duì)生命的進(jìn)化有更精確的見解。

在蘇黎世邦理工學(xué)院，伯爾尼大學(xué)和圖賓根大學(xué)以及萊布尼茲波羅的海研究所瓦爾內(nèi)明德(IOW)的科學(xué)家的合作下，科隆大學(xué)的弗洛里安·庫茲韋爾博士領(lǐng)導(dǎo)的地質(zhì)學(xué)家分析了鎢的化學(xué)元素，當(dāng)今海水中氧氣的指示元素。該結(jié)果已發(fā)表在《國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上，標(biāo)題為“對(duì)海水中鎢同位素組成的氧化還原控制”。

鎢僅在海洋中以極少量存在，因此很難準(zhǔn)確確定其濃度。確定海水中單個(gè)鎢同位素的豐度甚至更加困難。元素的同位素具有相同數(shù)量的質(zhì)子，但具有不同數(shù)量的中子。因此，存在具有許多中子的重質(zhì)鎢同位素和具有較少中子的輕質(zhì)鎢同位素?？坡〈髮W(xué)開發(fā)的分析方法可以最精確地測量目前全球可用的相對(duì)鎢同位素豐度。

在波羅的海深400多米的盆地中，研究小組從富氧的地表水和缺氧的深水中采集了各種水樣。氧化物礦物質(zhì)沿著兩個(gè)水層的邊界形成，優(yōu)先結(jié)合輕質(zhì)鎢。殘留在海水中的鎢因此變得相對(duì)較重。形成氧化物礦物質(zhì)需要氧氣，因此海洋中的氧氣濃度最終與海水中的鎢同位素組成相關(guān)。

研究探險(xiǎn)隊(duì)的負(fù)責(zé)人弗洛里安·庫茲韋爾博士說：“地球早期海洋中氧氣濃度的增加應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致氧化物礦物質(zhì)的形成增加，從而導(dǎo)致同位素重于海洋的鎢。” 現(xiàn)在，科學(xué)家們希望證明這種發(fā)展已保存在海洋沉積物中。然后，地球上最古老的沉積物的鎢同位素組成就可以像遺傳指紋一樣追蹤地球歷史上海洋氧含量的變化。