Pred približno 2,4 milijarde let se je Zemljino ozračje zgodilo ogromno sprememb, znanih kot "Veliki dogodek oksidacije". Zdaj raziskovalci newyorškega centra za astrobiologijo Politehničnega inštituta Rensselaer uporabljajo nekatere najstarejše minerale, za katere je znano, da obstajajo, da bi lažje razumeli, kaj se je lahko zgodilo približno pet milijonov let po nastanku Zemlje.
Znanstveniki so večinoma teoretirali, da so v ozračju zgodnje Zemlje prevladovali škodljivi metan, ogljikov monoksid, vodikov sulfid in amonijak. Ta zelo zmanjšana mešanica ima za posledico omejeno količino kisika in je privedla do najrazličnejših teorij, kako se je morda začelo življenje v tako sovražnem okolju. Toda s podrobnejšim pregledom starodavnih mineralov glede ravni oksidacije so znanstveniki v Rensselaerju dokazali, da atmosfera zgodnje Zemlje sploh ni bila takšna ... ampak je imela veliko vode, ogljikovega dioksida in žveplovega dioksida.
"Zdaj lahko z gotovostjo trdimo, da so mnogi znanstveniki, ki preučujejo izvor življenja na Zemlji, preprosto izbrali napačno atmosfero," je dejal Bruce Watson, profesor znanosti na Rensselaerju.
Kako so lahko tako prepričani? Njihove ugotovitve so odvisne od teorije, da je Zemljino ozračje nastalo vulkansko. Vsakič, ko magma priteče na površje, sprošča pline. Če ne pride do vrha, potem posega v okoliške skale, kjer se ohladi in postane sam skalnat posel. Ta nahajališča - in njihova elementarna konstrukcija - omogoča znanosti, da nariše natančen prikaz razmer v času nastanka.
"Večina znanstvenikov bi trdila, da je bilo to odvračanje od magme glavni vložek v ozračje," je dejal Watson. "Da bi razumeli naravo ozračja" na začetku, "smo morali ugotoviti, katere vrste plinov so v magmah, ki oskrbujejo ozračje."
Ena najpomembnejših izmed vseh sestavin magme je cirkon - mineral, star skoraj toliko kot Zemlja. Znanstveniki lahko z določitvijo stopnje oksidacije magm, ki so tvorili te starodavne cirkone, ugotovijo, koliko kisika se sprosti v ozračje.
"Z določitvijo stanja oksidacije magm, ki so ustvarile cirkon, bi lahko nato določili vrste plinov, ki bi sčasoma prišli v ozračje," je povedal vodja študije Dustin Trail, podoktorski raziskovalec v Centru za astrobiologijo.
Da bi omogočili njihovo delo, se je ekipa lotila kuhanja magme v laboratorijskih razmerah - kar je privedlo do oblikovanja merilnika oksidacije, ki jim bo pomagal primerjati njihove umetne vzorce z naravnimi cirkoni. Njihova študija je vključila tudi budno oko za redko kovino Zemlje, imenovano cerij, ki lahko obstaja v dveh oksidacijskih stanjih. Z izpostavljanjem cerija v cirkonu lahko prepričamo, da je bilo ozračje po njihovem ustvarjanju bolj oksidirano. Ti novi izsledki kažejo na atmosfersko stanje, podobno današnjim razmeram ... in postavljajo novo pot do novega izhodišča, na katerem bodo temeljili življenjski začetki na Zemlji.
"Naš planet je oder, na katerem se je igralo vse življenje," je dejal Watson. "O življenju na Zemlji sploh ne moremo začeti govoriti, dokler ne vemo, kaj je ta faza. In razmere s kisikom so bile življenjsko pomembne, saj vplivajo na vrste organskih molekul, ki se lahko tvorijo. "
Medtem ko je "življenje, kot ga poznamo" močno odvisno od kisika, pa naša trenutna atmosfera verjetno ni idealen model za drstenje prvinskega življenja. Bolj verjetno je, da bo ozračje, bogato z metanom, "imelo veliko več biološkega potenciala za skok iz anorganskih spojin v aminokisline in DNK, ki podpirajo življenje." To pušča vrata široko odprta za alternativne teorije, kot je panspermija. Toda ne prodajajte kratkih rezultatov ekipe. Še vedno razkrivajo začetno naravo plinov tukaj na Zemlji, čeprav ne rešijo uganke velikega dogodka oksidacije.
Izvorni vir zgodbe: Novice za javnost Politehničnega inštituta Rensselaer.
