Přibližně před 2,4 miliardami let prošla zemská atmosféra obrovskou změnou známou jako „Velká oxidační událost“. Nyní vědci z New York Centre pro astrobiologii v Rensselaer Polytechnic Institute používají některé z nejstarších známých minerálů, které existují, aby pomohly pochopit, co se mohlo stát asi pět milionů let po vzniku Země.
Vědci z větší části věděli, že v atmosféře rané Země dominoval škodlivý metan, oxid uhelnatý, sirovodík a amoniak. Tato vysoce redukovaná směs vede k omezenému množství kyslíku a vedla k celé řadě teorií o tom, jak může život začít v tak nepřátelském prostředí. Vědci z Rensselaeru se však blíže podívali na staré minerály z hlediska úrovně oxidace a dokázali, že atmosféra rané Země nebyla vůbec tak ... ale držela velké množství vody, oxidu uhličitého a oxidu siřičitého.
"Nyní můžeme s jistotou říci, že mnozí vědci studující původ života na Zemi jednoduše vybrali špatnou atmosféru," řekl Bruce Watson, profesor ústavu v Rensselaeru.
Jak si mohou být tak jistí? Jejich zjištění závisí na teorii, že zemská atmosféra byla vytvořena vulkanicky. Pokaždé, když magma proudí na povrch, uvolňuje plyny. Pokud se nedostane na vrchol, pak interaguje s okolními horninami, kde se ochlazuje a stává se samo o sobě skalním ložiskem. Tato ložiska - a jejich základní konstrukce - umožňují vědě vymalovat přesný portrét podmínek v době jejich vzniku.
"Většina vědců by tvrdila, že toto odplyňování z magmatu bylo hlavním vstupem do atmosféry," řekl Watson. "Abychom pochopili podstatu atmosféry - na začátku", potřebovali jsme zjistit, jaké druhy plynů byly v magiích zásobujících atmosféru. "
Jednou z nejdůležitějších složek magmatu je zirkon - minerál téměř stejně starý jako Země samotná. Stanovením úrovní oxidace magmat, které tvořily tyto staré zirkony, jsou vědci schopni odvodit, kolik kyslíku bylo uvolňováno do atmosféry.
"Stanovením oxidačního stavu magmat, které vytvořily zirkon, bychom pak mohli určit typy plynů, které by se nakonec dostaly do atmosféry," uvedl vedoucí studie autor Dustin Trail, postdoktorandský výzkumník v Centru pro astrobiologii.
Aby se umožnila jejich práce, tým se pustil do vaření magmatu v laboratorním prostředí - což vedlo k vytvoření oxidačního měřidla, které jim mělo pomoci při porovnávání jejich umělých vzorků s přírodními zirkony. Jejich studie také zahrnovala ostražitý pohled na vzácný kov Země nazývaný cer, který může existovat ve dvou oxidačních stavech. Vystavením ceru v zirkonu si tým může být jistý, že atmosféra byla po jejich vytvoření více oxidována. Tato nová zjištění poukazují na atmosférický stav, který se podobá našim současným podmínkám ... a připravuje půdu pro nový výchozí bod, na kterém se mají založit začátky života na Zemi.
"Naše planeta je jevištěm, na kterém se odehrával celý život," řekl Watson. "Nemůžeme ani začít mluvit o životě na Zemi, dokud nebudeme vědět, co je v této fázi." A podmínky kyslíku byly životně důležité kvůli tomu, jak ovlivňují typy organických molekul, které se mohou tvořit. “
Zatímco „život, jak jej známe“, je velmi závislý na kyslíku, naše současná atmosféra pravděpodobně není ideálním modelem pro tření prvotního života. Je pravděpodobné, že atmosféra bohatá na metan „může mít mnohem větší biologický potenciál, aby skočila z anorganických sloučenin na život podporující aminokyseliny a DNA“. To ponechává dveře dokořán pro alternativní teorie, jako je panspermie. Výsledky týmu však neprodávejte krátké. Stále zde odhalují počáteční povahu plynů na Zemi, i když nevyřeší hádanku Velké oxidační události.
Původní zdroj příběhu: Rensselaer Polytechnic Institute News Release.
