Pred približno 2,4 milijarde let je zemeljsko ozračje doživelo veliko spremembo, znano kot 'veliki oksidacijski dogodek'. Ta prehod iz okolja s pomanjkanjem kisika v okolje, bogato s kisikom, je lahko odgovorno za nastanek življenja. Vendar pa so znanstveniki izjemno radovedni, kakšno je bilo naše ozračje kmalu po nastanku našega planeta. Zdaj raziskovalci iz newyorškega centra za astrobiologijo na Politehničnem inštitutu Rensselaer uporabljajo nekatere najstarejše minerale, za katere je znano, da obstajajo, da bi razumeli, kaj se je morda zgodilo približno pet milijonov let po nastanku Zemlje.
Večinoma so znanstveniki teoretizirali, da so v atmosferi zgodnje Zemlje prevladovali škodljivi metan, ogljikov monoksid, vodikov sulfid in amoniak. Ta zelo zmanjšana mešanica povzroči omejeno količino kisika in je privedla do številnih teorij o tem, kako se je življenje morda začelo v tako sovražnem okolju. Vendar pa so znanstveniki iz Rensselaerja s podrobnejšim ogledom starodavnih mineralov glede stopnje oksidacije dokazali, da atmosfera zgodnje Zemlje sploh ni bila taka ... ampak je vsebovala obilne količine vode, ogljikovega dioksida in žveplovega dioksida.
'Zdaj lahko z gotovostjo trdimo, da so številni znanstveniki, ki preučujejo izvor življenja na Zemlji, preprosto izbrali napačno atmosfero,' je dejal Bruce Watson, profesor znanosti na inštitutu Rensselaer.
Kako so lahko tako prepričani? Njihove ugotovitve so odvisne od teorije, da je zemeljska atmosfera nastala vulkansko. Vsakič, ko magma priteče na površje, sprošča pline. Če ne pride do vrha, potem sodeluje z okoliškimi skalami, kjer se ohladi in postane samostojna kamnita usedlina. Te usedline – in njihova elementarna konstrukcija – omogočajo znanosti, da nariše natančen portret razmer v času njihovega nastanka.
'Večina znanstvenikov bi trdila, da je bilo to odvajanje iz magme glavni vnos v ozračje,' je dejal Watson. 'Da bi razumeli naravo ozračja 'na začetku', smo morali ugotoviti, katere vrste plina so bile v magmi, ki oskrbujejo ozračje.'
Ena najpomembnejših komponent magme je cirkon – mineral, ki je skoraj tako star kot Zemlja. Z določitvijo ravni oksidacije magme, ki je tvorila te starodavne cirkone, lahko znanstveniki sklepajo, koliko kisika se je sprostilo v ozračje.
'Z določitvijo oksidacijskega stanja magme, ki je ustvarila cirkon, bi lahko nato določili vrste plinov, ki bi sčasoma prišli v ozračje,' je povedal glavni avtor študije Dustin Trail, podoktorski raziskovalec v Centru za astrobiologijo.
Da bi omogočili svoje delo, se je ekipa lotila kuhanja magme v laboratorijskem okolju – kar je pripeljalo do izdelave merilnika oksidacije, ki jim je pomagal pri primerjavi njihovih umetnih vzorcev z naravnimi cirkoni. Njihova študija je vključevala tudi budno oko za redko zemeljsko kovino, imenovano cerij, ki lahko obstaja v dveh oksidacijskih stanjih. Z izpostavljanjem cerija v cirkonu je ekipa lahko prepričana, da je bila atmosfera po njihovem ustvarjanju bolj oksidirana. Te nove ugotovitve kažejo na atmosfersko stanje, ki je bolj podobno našim današnjim razmeram ... ki postavlja temelje za novo izhodišče, na katerem temeljijo začetki življenja na Zemlji.
'Naš planet je oder, na katerem se je odvijalo vse življenje,' je dejal Watson. »Ne moremo niti začeti govoriti o življenju na Zemlji, dokler ne vemo, kaj je ta faza. In pogoji kisika so bili ključnega pomena zaradi tega, kako vplivajo na vrste organskih molekul, ki jih je mogoče tvoriti.'
Medtem ko je 'življenje, kot ga poznamo' zelo odvisno od kisika, naše trenutno ozračje verjetno ni idealen model za drstenje prvotnega življenja. Bolj verjetno je, da bi atmosfera, bogata z metanom, »imala veliko več biološkega potenciala za preskok z anorganskih spojin na aminokisline in DNK, ki podpirajo življenje«. To pušča na široko odprta vrata alternativnim teorijam, kot je panspermija. Vendar ne prodajajte rezultatov ekipe na kratko. Še vedno razkrivajo začetno naravo plinov tukaj na Zemlji, čeprav ne rešijo uganke Velikega oksidacijskega dogodka.
Izvorni vir zgodbe: Objava za javnost Politehničnega inštituta Rensselaer.
