For omtrent 2,4 milliarder år siden gjennomgikk jordas atmosfære en enorm forandring kjent som "den store oksidasjonshendelsen". Nå bruker forskere fra New York Center for Astrobiology ved Rensselaer Polytechnic Institute noen av de eldste mineralene som er kjent for å eksistere for å forstå hva som kan ha skjedd rundt fem millioner år etter at jorden oppsto.
For det meste har forskere teoretisert at den tidlige jordatmosfæren ble dominert av skadelig metan, karbonmonoksid, hydrogensulfid og ammoniakk. Denne sterkt reduserte blandingen resulterer i en begrenset mengde oksygen og har ført til en lang rekke teorier om hvordan livet kan ha startet i et så fiendtlig miljø. Imidlertid, ved å se nærmere på eldgamle mineraler for oksidasjonsnivåer, har forskere ved Rensselaer bevist at den jordiske atmosfære ikke var sånn i det hele tatt ... men holdt store mengder vann, karbondioksid og svoveldioksid.
"Vi kan nå med viss sikkerhet si at mange forskere som studerer opprinnelsen til livet på jorden ganske enkelt valgte feil atmosfære," sa Bruce Watson, instituttprofessor for naturvitenskap ved Rensselaer.
Hvordan kan de være så sikre? Funnene deres avhenger av teorien om at jordas atmosfære ble dannet vulkansk. Hver gang magma strømmer til overflaten, frigjør den gasser. Hvis den ikke kommer til toppen, samhandler den med de omkringliggende bergartene der den avkjøles og blir en steinaktig avsetning i seg selv. Disse forekomstene - og deres elementære konstruksjon - lar vitenskapen male et nøyaktig portrett av forholdene på tidspunktet for dannelsen.
"De fleste forskere vil hevde at denne avgassingen fra magma var hovedinnspillet til atmosfæren," sa Watson. "For å forstå atmosfærens natur" i begynnelsen ", trengte vi å bestemme hvilke gassarter som var i magmaene som forsynte atmosfæren."
En av de viktigste av alle magmakomponenter er zirkon - et mineral som er nesten like gammelt som jorden selv. Ved å bestemme oksidasjonsnivåene for magmaene som dannet disse gamle zirkonene, er forskere i stand til å utlede hvor mye oksygen som ble sluppet ut i atmosfæren.
"Ved å bestemme oksidasjonstilstanden for magmaene som skapte zirkon, kunne vi deretter bestemme hvilke typer gasser som til slutt ville komme seg ut i atmosfæren," sa studielederforfatter Dustin Trail, en postdoktorisk forsker i Center for Astrobiology.
For å gjøre det mulig å jobbe, startet teamet med å tilberede magma i laboratorieinnstillinger - noe som førte til at det ble opprettet en oksidasjonsmåler for å hjelpe dem med å sammenligne kunstige prøver med naturlige zirkoner. Studien deres inkluderte også et våkent øye for et sjeldent jordmetall kalt cerium som kan eksistere i to oksidasjonstilstander. Ved å eksponere cerium i zirkon, kan teamet være trygge på at atmosfæren var mer oksidert etter opprettelsen. Disse nye funnene peker på en atmosfærisk tilstand mer som våre nåværende forhold ... og setter scenen for et nytt utgangspunkt for å basere livets begynnelse på Jorden.
"Planeten vår er scenen som hele livet har spilt ut," sa Watson. ”Vi kan ikke engang begynne å snakke om livet på jorden før vi vet hva det stadiet er. Og oksygenforholdene var svært viktige på grunn av hvordan de påvirker de typer organiske molekyler som kan dannes. ”
Selv om "livet slik vi kjenner det" er veldig avhengig av oksygen, er sannsynligvis vår nåværende atmosfære ikke den ideelle modellen for gyting av urbefolkningen. Det er mer sannsynlig at en metanrik atmosfære kan ha "mye mer biologisk potensial til å hoppe fra uorganiske forbindelser til livsstøttende aminosyrer og DNA." Dette lar døren være åpen for alternative teorier, for eksempel panspermia. Men ikke selg teamets resultater for kort. De avslører fortsatt begynnelsen av gassen her på jorden, selv om de ikke løser gåten fra den store oksidasjonshendelsen.
Original historiekilde: Rensselaer Polytechnic Institute News Release.
