ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจากมหาวิทยาลัยอเดเลด และมหาวิทยาลัยเคอร์ตินในออสเตรเลียกับมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา เผยแพร่ผลการศึกษาวิจัยใหม่ซึ่งแสดงให้เห็นว่า เปลือกโลกในส่วนแมนเทิลเรื่อยไปจนถึงแผ่นเปลือกโลก มีบทบาทสำคัญในการช่วยให้เกิดรูปแบบสิ่งมีชีวิตแรกสุดขึ้นบนโลก และในเวลาเดียวกันสิ่งมีชีวิตก็ช่วยเพิ่มปริมาณของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศมากขึ้น ช่วยให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในเวลาต่อมา
ทีมวิจัยช่วยกันตรวจสอบและศึกษาวิเคราะห์องค์ประกอบเชิงธรณีวิทยาและธรณีเคมีของหินอัคนีที่ได้จากออสเตรเลีย, แคนาดา, นิวซีแลนด์, สวีเดนและสหรัฐอเมริกา และพบว่าเมื่อกว่า 4,500 ล้านปี ก้อนหินในแผ่นเปลือกโลกมีฟอสฟอรัสสะสมอยู่เป็นจำนวนมาก และเมื่อตรวจวิเคราะห์ต่อก็พบว่าฟอสรัสที่สะสมอยู่ดังกล่าวเชื่อมโยงกับปริมาณการสะสมของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศด้วย
ฟอสฟอรัสเป็นแร่ธาตุที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต ฟอสเฟต ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกิดจากฟอสฟอรัสและออกซิเจน เป็นองค์ประกอบสำคัญในดีเอ็นเอ และอาร์เอ็นเอ เช่นเดียวกับที่เป็นส่วประกอบสำคัญของเมมเบรนหรือเยื่อของเซลล์ซึ่งมีบทบาทในการเจริญเติบโตและการทำหน้าที่ของเซลล์ด้วย
การค้นพบระดับของฟอสฟอรัสในเปลือกโลกว่ามีปริมาณเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ตามระยะเวลาที่ผ่านไปนั้น เป็นผลมาจากการศึกษาว่าหินในเปลือกโลกนั้นก่อตัวขึ้นอย่างไรเมื่อเปลือกโลกส่วนที่เป็นแมนเทิลเย็นลง ทีมวิจัยยังใช้แบบจำลองในคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบว่าก้อนหินที่เกิดจากการเย็นลงของแมนเทิลนั้นเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบไปอย่างไรในกระบวนการเย็นตัวลงของแมนเทิลซึ่งใช้ระยะเวลานาน
ผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษาวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า ในประวัติศาสตร์ความเป็นมาของโลกนั้น ในช่วงเริ่มแรกที่โลกยังคงมีอุณหภูมิสูง ระหว่าง 4,000 ล้านปีถึง 2,500 ล้านปีที่ผ่านมา ที่เรียกว่าบรมยุคอาร์เคียนนั้นยังคงมีแมนเทิลในสภาพหลอมเหลวอยู่เป็นจำนวนมาก ฟอสฟอรัสเองหลอมละลายอยู่ภายในหินหลอมเหลวเหล่านี้ อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไป และโลกเย็นลงมากพอ ประกอบกับเริ่มเกิดแผ่นเปลือกโลก หรือเทคโทนิคเพลท ซึ่งเป็นเปลือกโลกด้านนอกสุดและเย็นเร็วที่สุด แล้วมีแผ่นเปลือกโลกชั้นนอกจำนวนหนึ่งจมลงสู่เนื้อแมนเทิลที่หลอมละลาย กลายเป็นกระบวนการทำให้แมนเทิลเย็นลงแร็วขึ้น ปริมาณของส่วนที่หลอมละลายลดลงอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นกระบวนการเติมฟอสฟอรัสลงในแมนเทิลเพิ่มเติม
เมื่อฟอสฟอรัสสะสมและเย็นลงเป็นผลึกแร่ที่เรียกว่าอะพาไทท์ ซึ่งในที่สุดก็กลายเป็นส่วนหนึ่งของหินอัคนีที่เกิดขึ้นจากแมนเทิลที่เย็นลงแล้วนั่นเอง
ในที่สุดหินอัคนีที่เต็มไปด้วยฟอสฟอรัสเหล่านี้ก็โผล่ขึ้นมาอยู่ในแผ่นเปลือกโลกด้านบนและกลายเป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของเปลือกโลก ต่อมาฟอสฟอรัสในเปลือกโลกเหล่านี้ผสมเข้ากับน้ำในทะเลสาบ, แม่น้ำ และมหาสมุทร ทำให้อะพาไทท์แตกตัวออกกลายเป็นฟอสเฟต ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งสารที่จำเป็นในการพัฒนาและเป็นอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตในยุคเริ่มแรกไปพร้อมๆ กัน
ทีมวิจัยพบด้วยว่ามีสารประกอบที่เกิดจากส่วนประกอบของเปลือกโลกกับน้ำทะเลเพิ่มปริมาณมากขึ้นเรื่อยๆ คู่ขนานไปกับการเพิ่มปริมาณของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ เริ่มตั้งแต่เมื่อปี 2,400 ล้านปีก่อน ซึ่งเรียกกันว่า “สภาวะออกซิเจเนชันครั้งใหญ่” เรื่อยมาจนถึงเหตุการณ์เมื่อราว 800 ล้านปีก่อนที่เรียกว่า “สภาวะนีโอโพรเทโรโซอิค ออกซิเจน” ซึ่งระดับของออกซิเจนสูงมากพอที่จะรองรับการยังชีพของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
โดยเชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตยุคแรกระหว่าง 3,500 ล้านปีจนถึง 2,500 ล้านปีก่อนเป็นผู้สร้างออกซิเจนเหล่านั้น ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงนั่นเอง
