Spørsmålet om hvordan livet begynte på jorden har alltid vært et spørsmål av dyp interesse for forskere. Men like viktig som hvordan livet vokste fram er spørsmålet om når det dukket opp. I tillegg til å skille hvordan ikke-levende elementer kom sammen for å danne de første levende organismer (en prosess kjent som abiogenese), har forskere også forsøkt å bestemme når de første levende organismer dukket opp på jorden.
I en ny studie av et team av kanadiske forskere er spørsmålet om når livet dukket opp på jorden begrenset ved å bruke to tilnærminger. Ved å kombinere astrofysiske og geofysiske bevis med biosignaturer i geologiske prøver, anslår de at livet oppsto omtrent 200 til 800 millioner år etter at Jorden ble beboelig (for ca. 3,7 milliarder år siden). Denne studien kan ha drastiske implikasjoner for vår forståelse av livet og hvor lang tid det tar å dukke opp på jordlignende planeter.
Studien som beskriver funnene deres ble nylig publisert i tidsskriftetastrobiologi under tittelen “Begrense tidsintervallet for livets opprinnelse på jorden”. Studien ble ledet av doktorgradsstudent Ben K. D. Pearce, og inkluderte flere av hans kolleger fra Origins Institute og Dept of Physics and Astronomy ved McMaster University i Hamilton, Ontario.
For studiens skyld prøvde Pearce og kollegene å skape en tidsramme for når livet dukket opp på jorden. Som nevnt vurderte de astrofysiske og geofysiske bevis på den ene siden og biosignaturer i geologiske prøver på den andre for å konstruere grenser for begge. Som Pearce forklarte Space Magazine via e-post:
”Det er to grenser som avgrenser tidsintervallet for livets opprinnelse, og å begrense hver grense krever forskjellige typer bevis. Begrensbarhetsgrensen begrenses av astrofysiske og geofysiske bevis, for eksempel tidsskalaen for den månedannende påvirkningen og avkjøling av jordas magma-mantel. Biosignaturgrensen er begrenset av forskjellige biosignaturer, som mikrofossiler, stromatolitter og karbon-13 signaturer. ”
Basert på de astrofysiske og geofysiske bevisene, var teamet i stand til å plassere beboelsesgrensen for jorden for mellom 4,5 og 3,9 milliarder år siden. De klarte å begrense biosignaturgrensen nærmere, og plasserte den for rundt 3,7 milliarder år siden basert på tilstedeværelsen av både stomatolitter og lette karbonunderskrifter i grafittkuler av sedimentær opprinnelse.
Forskjellen mellom disse to grensene gir oss derfor en ide om hvor lang tid det tok før de tidlige livsformene hadde dukket opp. ”Bevisene tyder på at det tok liv 200–800 millioner år å dukke opp på jorden, som er en relativt kort periode med tanke på at planeten har vært beboelig i 4,5–3,9 milliarder år, og vil forbli beboelig i omtrent en milliard mer,” sa Pearce.
Selv om denne studien har betydelige implikasjoner for studiet av livet her på jorden, er den ennå ikke aktuelt for ekstrasolplaneter. Selv om estimater for hvor lang tid det tar livet for å dukke opp på en planet som vår egen kan bli nyttige når vi undersøker “jordlignende” eksoplaneter en dag, er kunnskapen vår om ekstrasolplaneter og systemer for øyeblikket for begrenset. Som Pearce antydet:
Vi kan dessverre ikke bruke en studie av tidsintervallet for livets opprinnelse på jorden som en guide for leting etter liv på eksoplaneter, ettersom vi er en prøvestørrelse på n = 1. Vi aner ikke om livet tok lengre tid å dukke opp på jorden enn i en typisk beboelig verden, eller kortere, eller om livet dukket opp andre steder enn jorden. ”
Imidlertid, som Pearce la til, denne vurderingen er veldig nyttig når det gjelder å lede vår forståelse av livets opprinnelse på jorden. "For eksempel kan 200 millioner år være en nødvendig tid for kjemisk syntese for å utforske det store, tilfeldige, ikke-funksjonelle biopolymer-sekvensområdet. Først etter denne lange ‘søke- og ventetiden’, kunne det kanskje ha blitt opprettet en liten stabil gruppe av replikatorer på den tidlige jorden. »
I de kommende årene vil neste generasjons instrumenter gi rom for karakterisering av eksoplaneter som aldri før. Med ytterligere forskning kan vitenskapelige estimater av når livet kunne ha dukket opp på forskjellige jordlignende eksoplaneter bli tilgjengelige. Inntil da er det trøstende å vite at vi kommer nærmere på å bestemme hvordan og når livet dukket opp på jorden.
