Aptuveni pirms 2,4 miljardiem gadu Zemes atmosfērā notika milzīgas pārmaiņas, kas pazīstamas kā “Lielais oksidācijas notikums”. Tagad pētnieki no Ņujorkas Astrobioloģijas centra Rensselaer Politehniskajā institūtā izmanto dažus no senākajiem zināmajiem minerāliem, kas zināmi, lai palīdzētu saprast, kas varētu būt noticis kādus piecus miljonus gadu pēc Zemes parādīšanās.
Lielākoties zinātnieki ir teorējuši, ka Zemes agrīnajā atmosfērā dominēja kaitīgs metāns, oglekļa monoksīds, sērūdeņradis un amonjaks. Šis ļoti reducētais maisījums rada ierobežotu skābekļa daudzumu un ir radījis visdažādākās teorijas par to, kā dzīve varētu būt sākusies tik naidīgā vidē. Tomēr, rūpīgāk izpētot senos minerālus oksidācijas līmeņa noteikšanai, Rensselaer zinātnieki ir pierādījuši, ka Zemes agrīnā atmosfēra nemaz nebija tāda ... bet turēja lielu daudzumu ūdens, oglekļa dioksīda un sēra dioksīda.
"Tagad mēs ar zināmu pārliecību varam teikt, ka daudzi zinātnieki, kas pēta dzīves uz Zemes izcelsmi, vienkārši izvēlējās nepareizu atmosfēru," sacīja Brūss Vatsons, Rensselaer zinātnes institūta profesors.
Kā viņi var būt tik pārliecināti? Viņu atradumi ir atkarīgi no teorijas, ka Zemes atmosfēra veidojās vulkāniski. Katru reizi, kad magma plūst uz virsmu, tā izdala gāzes. Ja tas nenonāk virsotnē, tad tas mijiedarbojas ar apkārtējiem iežiem, kur tas atdziest, un pats par sevi kļūst par akmeņainu nogulumu. Šīs atradnes - un to elementārā uzbūve - ļauj zinātnei noformēt precīzu apstākļu portretu to veidošanās laikā.
"Lielākā daļa zinātnieku apgalvoja, ka šī atmosfēras izvadīšana no magmas bija galvenā atmosfēras izeja," sacīja Vatsons. "Lai saprastu atmosfēras raksturu" sākumā ", mums vajadzēja noteikt, kuras gāzes sugas bija atmosfērā piederošās magmās."
Viens no vissvarīgākajiem magmas komponentiem ir cirkons - minerāls, kas ir gandrīz tikpat vecs kā pati Zeme. Nosakot to magmu oksidācijas līmeņus, kas veidoja šos senos cirkonus, zinātnieki var secināt, cik daudz skābekļa tika izlaists atmosfērā.
"Nosakot to magmu oksidācijas stāvokli, kas izveidoja cirkonu, mēs pēc tam varētu noteikt gāzu veidus, kas galu galā nokļūst atmosfērā," sacīja pētījuma vadošais autors Dustins Trails, asterobioloģijas centra pēcdoktorantūras pētnieks.
Lai ļautu viņu darbam, komanda sāka gatavot magmu laboratorijas apstākļos - kā rezultātā tika izveidots oksidācijas mērītājs, lai palīdzētu viņiem salīdzināt viņu mākslīgos paraugus ar dabiskajiem cirkoniem. Viņu pētījumā tika novērota arī retzemju metāla, ko sauc par cēriju, novērošana, kas var pastāvēt divos oksidācijas stāvokļos. Pakļaujot ceriju cirkonā, komanda var būt pārliecināta, ka atmosfēra pēc to radīšanas bija vairāk oksidēta. Šie jaunie atklājumi norāda uz atmosfēras stāvokli, kas vairāk līdzinās mūsu šodienas apstākļiem ... ir pamats jaunā sākumpunktam, uz kura balstīt dzīves sākumu uz Zemes.
"Mūsu planēta ir skatuve, uz kuras ir izspēlēta visa dzīve," sacīja Vatsons. “Mēs pat nevaram sākt runāt par dzīvi uz Zemes, kamēr mēs nezinām, kas tas ir. Un skābekļa apstākļi bija vitāli svarīgi tāpēc, ka tie ietekmē veidojamo organisko molekulu veidus. ”
Lai arī “dzīve, kā mēs to zinām” ir ļoti atkarīga no skābekļa, mūsu pašreizējā atmosfēra, iespējams, nav ideāls paraugs pirmatnējās dzīves nārstam. Visticamāk, metānam bagātā atmosfērā varētu būt “daudz lielāks bioloģiskais potenciāls, lai pārietu no neorganiskiem savienojumiem uz dzīvību atbalstošām aminoskābēm un DNS”. Tādējādi durvis tiek plaši atvērtas alternatīvām teorijām, piemēram, panspermijai. Bet nepārdodiet īsus komandas rezultātus. Viņi joprojām atklāj gāzu sākuma dabu šeit uz Zemes, pat ja tie neatrisina Lielā oksidācijas notikuma mīklu.
Oriģinālais stāsta avots: Rensselaer Politehniskā institūta jaunumu izlaidums.
