Kysymys siitä, kuinka elämä maapallolla alkoi, on aina ollut tutkijoiden kiinnostuksen aihe. Mutta yhtä tärkeä kuin se, kuinka elämä syntyi, on kysymys siitä, milloin se syntyi. Sen lisäksi, että tutkittiin, kuinka elottomat elementit yhdistyivät muodostamaan ensimmäiset elävät organismit (priogeneesiksi kutsuttu prosessi), tutkijat ovat pyrkineet myös selvittämään, milloin ensimmäiset elävät organismit ilmestyivät maan päälle.
Kanadalaisen tutkijaryhmän uudessa tutkimuksessa kysymys siitä, milloin maan päällä syntyi elämä, on rajoitettu käyttämällä kahta lähestymistapaa. Yhdistämällä astrofysiikan ja geofysikaalisen näytön sekä geologisten näytteiden biosignaaleja, he arvioivat, että elämä syntyi noin 200 - 800 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun maapallosta tuli asuttava (noin 3,7 miljardia vuotta sitten). Tällä tutkimuksella voi olla dramaattisia vaikutuksia elämämme ymmärtämiseen ja siihen, kuinka kauan kestää ilmestyminen maan kaltaisille planeetoille.
Niiden havaintoja kuvaava tutkimus julkaistiin äskettäin lehdessäastrobiology otsikolla ”Maan elämän alkuperän aikarajojen rajoittaminen”. Tutkimusta johti tohtorikoulutettava opiskelija Ben K. D. Pearce, ja siihen osallistui useita hänen kollegoitaan Origins-instituutista ja fysiikan ja tähtitieteen laitokselta McMaster Universitystä Hamiltonista, Ontario.
Tutkimuksensa vuoksi Pearce ja hänen kollegansa pyrkivät luomaan aikataulun, jolloin elämä ilmaantui maan päälle. Kuten todettiin, he katsoivat toisaalta astrofysikaalista ja geofysikaalista todistusaineistoa ja toisaalta geologisten näytteiden biosignaaleja rakentaakseen rajoja molemmille. Kuten Pearce selitti Space Magazine: lle sähköpostitse:
”On olemassa kaksi rajaa, jotka rajaavat ajanjakson elämän alkuperälle, ja jokaisen rajan rajoittaminen vaatii erityyppisiä todisteita. Asumiskelpoisuusrajaa rajoittavat astrofyysiset ja geofysikaaliset todisteet, esimerkiksi Kuun muodostavan vaikutuksen aikataulu ja Maan magmanvaipan jäähtyminen. Biosignatuurien rajaa rajoittavat erilaiset biosignaatit, esimerkiksi mikrofossiilit, stromatoliitit ja hiili-13-allekirjoitukset. "
Astrofysikaalisten ja geofysikaalisten todisteiden perusteella ryhmä pystyi asettamaan Maan asumisrajan 4.5 - 3,9 miljardia vuotta sitten. He kykenivät rajoittamaan biosignatuurien rajaa tarkemmin asettamalla sen suunnilleen 3,7 miljardia vuotta sitten perustuen sekä stomatoliittien että kevyiden hiilien allekirjoitusten läsnäoloon sedimenttiperäisissä grafiittigolfruuleissa.
Ero näiden kahden rajan välillä antaa siksi meille kuvan siitä, kuinka kauan varhaisten elämänmuotojen syntyminen kesti. "Todisteiden mukaan maapallon syntyminen kesti 200–800 miljoonaa vuotta, mikä on suhteellisen lyhyt aika, kun otetaan huomioon, että planeetta on ollut asumiskelpoinen 4,5–3,9 miljardia vuotta, ja se pysyy asettavana vielä noin miljardi enemmän", sanoi. Pearce.
Vaikka tällä tutkimuksella on merkittäviä vaikutuksia elämän tutkimiseen täällä maapallolla, sitä ei vielä voida soveltaa auringon ulkopuolisille planeetoille. Vaikka arviot siitä, kuinka kauan elämän kestää omien kaltaisillamme planeetoilla, voivat olla hyödyllisiä tutkiessaan ”Maan kaltaisia” eksoplaneettoja jonain päivänä, tietämyksemme aurinkoisista planeetoista ja järjestelmistä on tällä hetkellä liian rajallinen. Kuten Pearce ilmoitti:
"Valitettavasti emme voi oikeasti käyttää tutkimusaikaa maapallon elämän alkuperästä oppaana elämän etsimiselle eksoplaneetoilla, koska näytteen koko on n = 1. Meillä ei ole aavistustakaan siitä, kestikö elämän ilmestyminen maan päälle pidempään kuin tyypillisessä asuttavassa maailmassa vai lyhyemmässä, vai syntyikö elämä muualla kuin maapallolla. "
Kuten Pearce lisäsi, tämä arvostelu on kuitenkin erittäin hyödyllinen opastaessa ymmärrystämme maapallon elämän alkuperästä. ”Esimerkiksi 200 miljoonaa vuotta voi olla välttämätön aika kemialliselle synteesille suuren, satunnaisen, toimimattoman biopolymeerisekvenssitilan tutkimiseksi. Vasta tämän pitkän 'etsintä- ja odotusjakson' jälkeen pieni varhainen replikaattoriryhmä olisi ehkä voitu perustaa varhaiseen maahan. "
Tulevien vuosien aikana seuraavan sukupolven instrumentit mahdollistavat eksoplaneettojen karakterisoinnin kuten koskaan ennen. Lisätutkimuksen avulla voi tulla saataville tieteellisiä arvioita siitä, milloin elämä olisi voinut syntyä erilaisilla maapallomaisilla eksoplaneetoilla. Siihen asti on lohduttavaa tietää, että olemme pääsemässä lähemmäksi sitä, miten ja milloin elämä syntyi maan päälle.
