Noin 2,4 miljardia vuotta sitten maan ilmakehässä tapahtui valtava muutos, joka tunnetaan nimellä ”suuri hapettumistapahtuma”. Nyt New Yorkin asterobiologisen keskuksen tutkijat Rensselaer-ammattikorkeakoulussa käyttävät joitain vanhimmista mineraaleista mineraaleista, joiden tiedetään olevan olemassa, auttaakseen ymmärtämään, mitä on tapahtunut noin viisi miljoonaa vuotta maan syntymisen jälkeen.
Suurimmaksi osaksi tutkijat ovat teorioineet, että varhaisessa maapallon ilmakehässä hallitsivat haitallista metaania, hiilimonoksidia, rikkivetyä ja ammoniakkia. Tämä voimakkaasti pelkistynyt seos tuottaa rajoitetun määrän happea ja on johtanut monenlaisiin teorioihin siitä, kuinka elämä on saattanut alkaa sellaisessa vihamielisessä ympäristössä. Tarkastelemalla tarkemmin muinaisia mineraaleja hapettumisasteiden suhteen, Rensselaerin tutkijat ovat todistaneet, että Maan varhainen ilmapiiri ei ollut lainkaan tällainen ... mutta hallitsi runsaasti määriä vettä, hiilidioksidia ja rikkidioksidia.
"Voimme nyt sanoa varmuudella, että monet tutkijat, jotka tutkivat maapallon elämän alkuperää, ovat vain valinneet väärän ilmapiirin", sanoi Bruce Watson, Rensselaerin tiedeinstituutin professori.
Kuinka he voivat olla niin varmoja? Heidän havaintonsa riippuvat teoriasta, jonka mukaan maapallon ilmapiiri muodostui vulkaanisesti. Aina magma virtaa pintaan, se vapauttaa kaasuja. Jos se ei tule huipulle, se on vuorovaikutuksessa ympäröivien kivien kanssa, missä se jäähtyy, ja siitä tulee itsenäinen kivinen esiintymä. Nämä kerrostumat - ja niiden elementtirakenne - mahdollistavat tieteen maalata tarkan kuvan olosuhteista niiden muodostumisen ajankohtana.
"Useimmat tutkijat väittävät, että tämä magman aiheuttama kaasu oli pääsisältö ilmakehään", Watson sanoi. "Jotta ymmärrämme ilmakehän luonnetta" alussa ", meidän oli määritettävä, mitkä kaasulajit olivat ilmakehää toimittavissa magmoissa."
Yksi tärkeimmistä magman komponenteista on zirkoni - mineraali, joka on lähes yhtä vanha kuin maa itse. Määrittämällä nämä muinaiset zirkonit muodostaneiden magmien hapetustasot tutkijat kykenevät päättämään, kuinka paljon happea vapautui ilmakehään.
"Määrittämällä sirkonin luonut magman hapetustila, voisimme sitten määrittää kaasutyypit, jotka lopulta pääsevät ilmakehään", kertoi tutkimuksen johtava kirjailija Dustin Trail, tutkijatohtori Astrobiologian keskuksessa.
Työnsä mahdollistamiseksi ryhmä ryhtyi keittämään magmaa laboratorioympäristössä - mikä johti hapettumismittarin luomiseen auttamaan heitä vertaamaan keinotekoisia näytteitään luonnollisiin sirkoneihin. Heidän tutkimukseensa kuului myös tarkka silmä harvinaisen maametallin nimeltä cerium, jota voi esiintyä kahdessa hapetustilassa. Paljastamalla cerium zirkonissa, joukkue voi olla varma, että ilmapiiri oli hapettunut enemmän niiden luomisen jälkeen. Nämä uudet havainnot viittaavat ilmakehän tilaan, joka on enemmän kuin nykypäivän olosuhteet - asettamalla vaihe uudelle lähtökohdalle, jonka pohjalta elämän alku alkaa maan päällä.
"Maapallomme on vaihe, jolla koko elämä on pelannut", Watson sanoi. ”Emme voi edes alkaa puhua elämästä maan päällä, ennen kuin tiedämme, mikä tämä vaihe on. Ja happiolosuhteet olivat elintärkeitä siksi, kuinka ne vaikuttavat muodostuneisiin orgaanisiin molekyyleihin. "
Vaikka ”elämä sellaisena kuin tiedämme” on suuresti riippuvainen hapesta, nykyinen ilmapiiri ei todennäköisesti ole ihanteellinen malli alkukyvyn kutemiseen. On todennäköisempää, että metaanirikkaalla ilmakehällä voi olla "paljon enemmän biologista potentiaalia siirtyä epäorgaanisista yhdisteistä elämää tukeviin aminohapoihin ja DNA: han". Tämä jättää oven auki auki vaihtoehtoisille teorioille, kuten panspermialle. Mutta älä myy joukkueen tuloksia lyhyinä. Ne paljastavat silti kaasujen alkuvaiheen täällä maan päällä, vaikka ne eivät ratkaise suuren hapettumistapahtuman arvoitusta.
Alkuperäinen tarinan lähde: Rensselaer Polytechnic Institute -lehdistötiedote.
