Maždaug prieš 2,4 milijardo metų Žemės atmosfera patyrė didžiulį pokytį, vadinamą „Didžiuoju oksidacijos įvykiu“. Dabar Niujorko Astrobiologijos centro, esančio Rensselaerio politechnikos institute, tyrėjai naudoja kai kuriuos seniausius žinomus mineralus, kurie egzistuoja, kad padėtų suprasti, kas galėjo nutikti praėjus penkiems milijonams metų po Žemės atsiradimo.
Didžioji dalis mokslininkų teoretikavo, kad ankstyvojo Žemės atmosferoje vyravo kenksmingas metanas, anglies monoksidas, vandenilio sulfidas ir amoniakas. Šis labai sumažėjęs mišinys sukuria ribotą kiekį deguonies ir paskatino daugybę teorijų apie tai, kaip gyvenimas galėjo prasidėti tokioje priešiškoje aplinkoje. Tačiau, atidžiau pažvelgę į senovės mineralus, susijusius su oksidacijos lygiu, „Rensselaer“ mokslininkai įrodė, kad Žemės atmosfera ankstyvajame žemės ūkyje visiškai nebuvo tokia, bet turėjo didelius vandens, anglies ir sieros dioksido kiekius.
„Dabar galime tvirtai pasakyti, kad daugelis mokslininkų, tyrinėjančių gyvybės Žemėje kilmę, tiesiog pasirinko netinkamą atmosferą“, - sakė Bruce'as Watsonas, „Rensselaer“ mokslo instituto profesorius.
Kaip jie gali būti tokie tikri? Jų išvados priklauso nuo teorijos, kad Žemės atmosfera susiformavo vulkaniškai. Kiekvieną kartą, kai magma teka į paviršių, ji išskiria dujas. Jei jis nekyla į viršų, tada jis sąveikauja su aplinkinėmis uolienomis, kur atvėsta, ir savaime tampa uolienų telkiniu. Šios nuosėdos ir jų elementinė konstrukcija leidžia mokslui nubraižyti tikslų jų sąlygų susidarymo metu portretą.
„Dauguma mokslininkų tvirtina, kad būtent magmos išsiskyrimas buvo pagrindinis į atmosferą įvedamas faktorius“, - teigė Watsonas. „Norėdami iš pradžių suprasti atmosferos pobūdį, turėjome nustatyti, kokios dujų rūšys buvo atmosferą tiekiančiose magmose“.
Vienas iš svarbiausių magmos komponentų yra cirkonis - mineralas, beveik senas kaip pati Žemė. Nustatydami šių senovinių cirkonų susidariusių magmų oksidacijos lygius, mokslininkai sugeba nuspręsti, kiek deguonies buvo išleista į atmosferą.
„Nustatę cirkoną sukūrusių magmų oksidacijos būseną, galėtume nustatyti dujų rūšis, kurios ilgainiui pateks į atmosferą“, - teigė tyrimo vedantysis autorius Dustinas Trailis, astrobiologijos centro podoktorantūros tyrėjas.
Kad komanda galėtų atlikti savo darbą, laboratorija ruošė magmos virimą - tai paskatino sukurti oksidacijos matuoklį, kuris padėtų palyginti dirbtinius bandinius su natūraliais cirkoniais. Jų tyrimas taip pat apėmė reto žemės metalo, vadinamo ceriu, stebėjimą, kuris gali egzistuoti dviejose oksidacijos būsenose. Eksponuodami cerį cirkonyje, komanda gali būti tikra, kad po jų sukūrimo atmosfera buvo labiau oksiduota. Šie nauji radiniai nurodo atmosferos būseną, panašesnę į šių dienų sąlygas ... nustatant pagrindą naujam atspirties taškui, kuriuo grindžiamas gyvybės pradas Žemėje.
„Mūsų planeta yra scena, kurioje grojo visas gyvenimas“, - sakė Watsonas. „Net negalime pradėti kalbėti apie gyvenimą Žemėje, kol nesužinosime, kas yra tas etapas. Deguonies sąlygos buvo gyvybiškai svarbios dėl to, kaip jos veikia organinių molekulių rūšis, kurios gali susidaryti. “
Nors „gyvenimas, kokį mes jį žinome“ labai priklauso nuo deguonies, dabartinė atmosfera tikriausiai nėra idealus pavyzdys, kaip neršti pirmykštės gyvybės. Labiau tikėtina, kad atmosfera, kurioje gausu metano, gali „turėti daug daugiau biologinių galimybių pereiti nuo neorganinių junginių prie gyvybę palaikančių aminorūgščių ir DNR“. Tai atveria plačias duris alternatyvioms teorijoms, tokioms kaip panspermija. Tačiau neparduokite trumpų komandos rezultatų. Jie vis tiek atskleidžia pradinį dujų pobūdį Žemėje, net jei jie neišsprendžia Didžiojo oksidacijos įvykio mįslės.
Originalus istorijos šaltinis: „Rensselaer“ politechnikos instituto informacinis leidinys.
