Około 2,4 miliarda lat temu atmosfera Ziemi uległa ogromnej zmianie znanej jako „wielkie wydarzenie oksydacyjne”. Teraz naukowcy z New York Center for Astrobiology w Rensselaer Polytechnic Institute wykorzystują niektóre z najstarszych znanych minerałów, aby pomóc zrozumieć, co mogło nastąpić około pięć milionów lat po powstaniu Ziemi.
W większości naukowcy wysnuli teorię, że wczesna Ziemia była zdominowana przez szkodliwy metan, tlenek węgla, siarkowodór i amoniak. Ta wysoce zredukowana mieszanina powoduje ograniczoną ilość tlenu i doprowadziła do wielu różnych teorii na temat tego, jak życie mogło się rozpocząć w tak nieprzyjaznym środowisku. Jednak, przyglądając się bliżej starożytnym minerałom pod kątem poziomów utlenienia, naukowcy z Rensselaer udowodnili, że wczesna atmosfera ziemska wcale nie była taka ... ale zawierała duże ilości wody, dwutlenku węgla i dwutlenku siarki.
„Możemy teraz z całą pewnością stwierdzić, że wielu naukowców badających pochodzenie życia na Ziemi po prostu wybrało niewłaściwą atmosferę”, powiedział Bruce Watson, profesor naukowy w Rensselaer.
Jak mogą być tak pewni? Ich odkrycia zależą od teorii, że ziemska atmosfera uformowała się wulkanicznie. Za każdym razem, gdy magma wypływa na powierzchnię, uwalnia gazy. Jeśli nie dojdzie do szczytu, wówczas wchodzi w interakcję z otaczającymi skałami, gdzie ochładza się i sam staje się skalistym złożem. Osady te - i ich elementarna konstrukcja - pozwalają na naukę namalować dokładny portret warunków w czasie ich powstawania.
„Większość naukowców twierdzi, że to odgazowanie magmy było głównym wkładem do atmosfery” - powiedział Watson. „Aby zrozumieć naturę atmosfery„ na początku ”, musieliśmy ustalić, jakie gatunki gazu znajdowały się w magmach dostarczających atmosferę”.
Jednym z najważniejszych składników magmy jest cyrkon - minerał prawie tak stary jak sama Ziemia. Określając poziomy utlenienia magm, które uformowały te starożytne cyrkonie, naukowcy są w stanie wywnioskować, ile tlenu było uwalniane do atmosfery.
„Określając stopień utlenienia magm, które wytworzyły cyrkon, możemy następnie określić rodzaje gazów, które ostatecznie przedostaną się do atmosfery” - powiedział główny autor badania Dustin Trail, doktorant w Centre for Astrobiology.
Aby umożliwić im pracę, zespół zajął się gotowaniem magmy w warunkach laboratoryjnych - co doprowadziło do stworzenia miernika utlenienia, który pomógłby im porównać ich sztuczne próbki z naturalnymi cyrkoniami. Ich badanie obejmowało również czujne oko na rzadki metal ziemski zwany cerem, który może występować w dwóch stanach utlenienia. Wystawiając cer w cyrkonie, zespół może być pewny, że atmosfera została bardziej utleniona po ich stworzeniu. Te nowe odkrycia wskazują na stan atmosferyczny bardziej jak nasze dzisiejsze warunki… ustanawiając podwaliny pod nowy punkt wyjścia, na którym można oprzeć początki życia na Ziemi.
„Nasza planeta jest sceną, na której rozgrywa się całe życie” - powiedział Watson. „Nie możemy nawet zacząć rozmawiać o życiu na Ziemi, dopóki nie dowiemy się, co to za etap. A warunki tlenowe były niezwykle ważne ze względu na to, jak wpływają na typy molekuł organicznych, które mogą się tworzyć. ”
Chociaż „życie, jakie znamy”, jest wysoce zależne od tlenu, nasza obecna atmosfera prawdopodobnie nie jest idealnym modelem do odrodzenia pierwotnego życia. Bardziej prawdopodobne jest, że atmosfera bogata w metan może „mieć znacznie większy potencjał biologiczny do przejścia ze związków nieorganicznych do podtrzymujących życie aminokwasów i DNA”. Pozostawia to szeroko otwarte drzwi do alternatywnych teorii, takich jak panspermia. Ale nie sprzedawaj wyników zespołu krótko. Wciąż ujawniają początkową naturę gazów na Ziemi, nawet jeśli nie rozwiązują zagadki Wielkiego Wydarzenia Utleniania.
Oryginalna historia Źródło: Rensselaer Polytechnic Institute News Release.
