Преди около 2,4 милиарда години атмосферата на Земята претърпя огромна промяна, известна като „Голямото окислително събитие“. Сега изследователи от Нюйоркския център по астробиология към Политехническия институт в Ренселаер използват някои от най-старите минерали, за които се знае, че съществуват, за да разберат какво може да се е случило около пет милиона години след възникването на Земята.
В по-голямата си част учените теоретизират, че в ранната земна атмосфера е доминиран от вредния метан, въглероден оксид, сероводород и амоняк. Тази силно намалена смес води до ограничено количество кислород и доведе до голямо разнообразие от теории за това как животът може да е започнал в такава враждебна среда. Въпреки това, като разгледат по-отблизо древните минерали за нивата на окисление, учените от Rensselaer са доказали, че атмосферата на ранната Земя изобщо не е била такава ... но е държала обилно количество вода, въглероден диоксид и серен диоксид.
„Вече можем да кажем със сигурност, че много учени, изучаващи произхода на живота на Земята, просто са избрали грешната атмосфера“, казва Брус Уотсън, професор на науката в Rensselaer.
Как могат да бъдат толкова сигурни? Техните открития зависят от теорията, че атмосферата на Земята се е образувала вулканично. Всеки път, когато магмата изтича на повърхността, тя отделя газове. Ако не стигне до върха, тогава той взаимодейства със заобикалящите го скали, където се охлажда и се превръща в скално находище от само себе си. Тези находища - и тяхната елементарна конструкция - позволява на науката да нарисува точен портрет на условията в момента на тяхното формиране.
„Повечето учени ще твърдят, че това оскверняване от магмата е основният принос в атмосферата“, казва Уотсън. „За да разберем естеството на атмосферата„ в началото “, трябваше да определим какви газови видове са в магмите, доставящи атмосферата.“
Един от най-важните от всички компоненти на магмата е циркон - минерал, почти толкова стар, колкото самата Земя. Чрез определяне на нивата на окисление на магмите, образували тези древни циркони, учените успяват да изведат колко кислород се отделя в атмосферата.
„Чрез определяне на окислителното състояние на магмите, създали циркон, след това бихме могли да определим типовете газове, които в крайна сметка ще пробият в атмосферата“, казва ръководителят на проучването Дъстин Трейл, докторантура в Центъра за астробиология.
За да даде възможност за тяхната работа, екипът започна да готви магма в лабораторни условия - което доведе до създаването на окислителен апарат, който да им помогне да сравнят изкуствените им образци с естествените циркони. Тяхното проучване включва също внимателно око за рядък метален метал, наречен церий, който може да съществува в две окислителни състояния. Излагайки церий в циркон, екипът може да се увери, че атмосферата е била по-окислена след създаването им. Тези нови открития сочат атмосферно състояние, по-скоро като днешните ни условия ... поставят основата за нова отправна точка, на която да се основават животните на Земята.
„Нашата планета е сцената, на която цял живот е играл“, казва Уотсън. „Не можем дори да започнем да говорим за живота на Земята, докато не разберем какъв е този етап. А кислородните условия бяха жизнено важни поради това как влияят на видовете органични молекули, които могат да се образуват. "
Докато „животът, какъвто го познаваме“ е силно зависим от кислорода, сегашната ни атмосфера вероятно не е идеалният модел за хвърляне на хайвера на първичния живот. По-вероятно е атмосферата, богата на метан, да „има много по-голям биологичен потенциал да прескочи от неорганични съединения към животоподдържащи аминокиселини и ДНК“. Това оставя вратата широко отворена за редуване на теории, като например панспермия. Но не продавайте кратките резултати на екипа. Те все още разкриват началната природа на газовете тук, на Земята, дори и да не разрешат загадката на Голямото окислително събитие.
Оригинален източник на история: Политехнически институт Rensselaer News Release.
