Körülbelül 2,4 milliárd évvel ezelőtt a Föld légköre hatalmas változáson ment keresztül, amelyet „Nagy Oxidációs Eseménynek” hívtak. Most a Rensselaer Politechnikai Intézet New York-i Astrobiológiai Központjának kutatói az ismert legrégebbi ásványok egy részét használják, hogy megértsék, mi történt körülbelül öt millió évvel a Föld felmerülése után.
A tudósok nagyrészt elmélet szerint a Föld korai atmoszféráját káros metán, szén-monoxid, hidrogén-szulfid és ammónia uralta. Ez az erősen redukált keverék korlátozott mennyiségű oxigént eredményez, és sokféle elmélethez vezetett arról, hogy az élet hogyan kezdődhet meg ilyen ellenséges környezetben. Azonban, ha közelebbről megvizsgálták az ókori ásványokat az oxidációs szinttel kapcsolatban, a Rensselaer tudósai bebizonyították, hogy a Föld korai atmoszférája egyáltalán nem volt ilyen ... csak bőséges mennyiségű vizet, szén-dioxidot és kén-dioxidot tartott benne.
"Bizonyos bizonyossággal mondhatjuk, hogy sok tudós a földi élet eredetét vizsgálva egyszerűen rossz atmoszférát választott" - mondta Bruce Watson, a Rensselaer tudományos intézetének professzora.
Hogy lehetnek annyira biztosak? Megállapításaik azon az elmélettől függnek, hogy a Föld légköre vulkanikusan alakult ki. Minden alkalommal, amikor a magma a felületre áramlik, gázokat szabadít fel. Ha nem éri el a csúcsot, akkor kölcsönhatásba lép a környező sziklákkal, ahol lehűl, és önmagában sziklás lerakódássá válik. Ezek a lerakódások - és elemi szerkezetük - lehetővé teszik a tudomány számára, hogy pontos képet készítsen a kialakulásuk pillanatában fennálló körülményekről.
"A legtöbb tudós azt állítja, hogy ez a magma kiáramlása volt a legfontosabb input a légkörbe" - mondta Watson. "Ahhoz, hogy megértsük a légkör jellegét" a kezdetben ", meg kellett határoznunk, hogy mely gázfajok voltak a légkört szolgáltató magmákban."
Az összes magma-alkotóelem közül az egyik legfontosabb a cirkon - egy ásványi anyag, amely majdnem olyan régi, mint maga a Föld. Az ősi cirkonokat alkotó magmák oxidációs szintjének meghatározásával a tudósok le tudják következtetni, hogy mennyi oxigént bocsátottak ki a légkörbe.
"A cirkont létrehozó magmák oxidációs állapotának meghatározásával meghatározhatjuk azokat a gázokat, amelyek végül eljutnak a légkörbe" - mondta Dustin Trail, a tanulmány vezető szerzője, az Asztrobiológiai Központ posztdoktori kutatója.
Munkájuk lehetővé tétele érdekében a csoport laboratóriumi körülmények között elkészítette a magma főzését - ami egy oxidációs mérőeszköz létrehozását eredményezte, amely elősegíti számukra a mesterséges minták összehasonlítását a természetes cirkonokkal. Kutatásukat figyelemmel kísérték a cériumnak nevezett ritka földfémekkel is, amelyek két oxidációs állapotban létezhetnek. A cérium cirkónnal való kitettségével a csapat biztos lehet benne, hogy a légkör létrehozása után inkább oxidálódott. Ezek az új eredmények egy olyan légköri állapotra mutatnak, amely jobban hasonlít a mai körülményekhez ... megteremtve a helyet egy új kiindulási ponthoz, amelyen alapulhat az élet kezdete a Földön.
"Bolygónk az a színpad, amelyen az egész élet játszott" - mondta Watson. Még csak a földi életről sem kezdhetünk beszélni, amíg nem tudjuk, mi ez a szakasz. Az oxigén körülmények létfontosságúak voltak, mivel ezek befolyásolják a képződő szerves molekulák típusait. "
Noha az „élet, amint azt tudjuk” nagymértékben függ az oxigéntől, jelenlegi légkörünk valószínűleg nem ideális modell az ősi élet ívására. Valószínűbb, hogy a metánban gazdag légkör „sokkal több biológiai potenciállal rendelkezik a szervetlen vegyületekről az élett támogató aminosavakra és a DNS-re történő ugráshoz”. Ez nyitva hagyja az ajtót az alternatív elméletek, például a panspermia mellett. De ne adjuk rövidnek a csapat eredményeit. Mégis felfedik a földgázok kezdeti jellegét a Földön, még akkor sem, ha nem oldják meg a nagy oxidációs esemény rejtvényét.
Eredeti történet forrása: Rensselaer Politechnikai Intézet sajtóközlemény.
