Το ερώτημα πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη ήταν πάντα θέμα βαθύτατου ενδιαφέροντος για τους επιστήμονες. Αλλά εξίσου σημαντικό με το πώς προέκυψε η ζωή είναι το ερώτημα του πότε εμφανίστηκε. Εκτός από το να διακρίνουν πώς τα μη ζωντανά στοιχεία ενώθηκαν για να σχηματίσουν τους πρώτους ζωντανούς οργανισμούς (μια διαδικασία γνωστή ως αβιογένεση), οι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να προσδιορίσουν πότε εμφανίστηκαν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη.
Σε μια νέα μελέτη από μια ομάδα Καναδών ερευνητών, το ζήτημα του πότε αναδύθηκε η ζωή στη Γη περιορίζεται χρησιμοποιώντας δύο προσεγγίσεις. Συνδυάζοντας αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία με βιογραφίες σε γεωλογικά δείγματα, εκτιμούν ότι η ζωή εμφανίστηκε περίπου 200 έως 800 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γη που κατοικήθηκε (περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτή η μελέτη θα μπορούσε να έχει δραστικές επιπτώσεις στην κατανόησή μας για τη ζωή και πόσο καιρό χρειάζεται να εμφανιστεί σε πλανήτες σαν τη Γη.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικόΑστροβιολογία υπό τον τίτλο «Περιορισμός του χρονικού διαστήματος για την προέλευση της ζωής στη Γη». Η μελέτη διεξήχθη από τον διδακτορικό φοιτητή Ben K. D. Pearce, και περιελάμβανε αρκετούς από τους συναδέλφους του από το Ινστιτούτο Origins και το Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο McMaster στο Χάμιλτον του Οντάριο.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Pearce και οι συνεργάτες του προσπάθησαν να δημιουργήσουν ένα χρονικό πλαίσιο για το πότε η ζωή εμφανίστηκε στη Γη. Όπως σημειώθηκε, θεωρούσαν αφενός αστροφυσικές και γεωφυσικές ενδείξεις και, αφετέρου, τις βιογραφίες σε γεωλογικά δείγματα για να κατασκευάσουν όρια και για τα δύο. Όπως εξήγησε ο Pearce στο Space Magazine μέσω email:
«Υπάρχουν δύο όρια που ορίζουν το χρονικό διάστημα για την προέλευση της ζωής και για τον περιορισμό κάθε ορίου απαιτεί διαφορετικούς τύπους αποδείξεων. Το όριο της βιωσιμότητας περιορίζεται από αστροφυσικές και γεωφυσικές ενδείξεις, π.χ. από το χρονοδιάγραμμα των επιπτώσεων που σχηματίζουν τη Σελήνη και από την ψύξη του μανδύα της Γης. Το όριο της βιογραφίας περιορίζεται από διάφορες βιογραφίες, όπως μικρο-απολιθώματα, στρωματολίτες και υπογραφές άνθρακα-13 ».
Με βάση τα αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία, η ομάδα μπόρεσε να τοποθετήσει το όριο της βιωσιμότητας για τη Γη πριν από 4,5 έως 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατάφεραν να περιορίσουν πιο στενά το όριο της βιογραφικότητας, τοποθετώντας το σε περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, βασιζόμενοι στην παρουσία τόσο στοματιλιτών όσο και υπογραφών ελαφρού άνθρακα σε σφαιρίδια γραφίτη ιζηματικής προέλευσης.
Επομένως, η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο ορίων μας δίνει μια ιδέα για το πόσο καιρό χρειάστηκε να εμφανιστούν οι μορφές πρώιμης ζωής. «Τα στοιχεία δείχνουν ότι χρειάστηκε ζωή 200-800 εκατομμύρια χρόνια για να εμφανιστεί στη Γη, η οποία είναι μια σχετικά σύντομη χρονική περίοδο, δεδομένου ότι ο πλανήτης ήταν κατοικήσιμος για 4,5–3,9 δισεκατομμύρια χρόνια και θα παραμείνει κατοικήσιμος για περίπου ένα δισεκατομμύριο ακόμη», είπε. Πιρς.
Ενώ αυτή η μελέτη έχει σημαντικές επιπτώσεις στη μελέτη της ζωής εδώ στη Γη, δεν εφαρμόζεται ακόμη σε εξωηλιακούς πλανήτες. Ενώ οι εκτιμήσεις για το πόσο καιρό χρειάζεται για να αναδυθεί η ζωή σε έναν πλανήτη όπως ο δικός μας μπορεί να καταστούν χρήσιμες όταν ερευνούμε κάποιους εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη κάποια μέρα, η γνώση μας για τους εξωηλιακούς πλανήτες και τα συστήματα είναι προς το παρόν πολύ περιορισμένη. Όπως έδειξε ο Pearce:
«Δυστυχώς, δεν μπορούμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε μια μελέτη για το χρονικό διάστημα για την προέλευση της ζωής στη Γη ως οδηγό για την αναζήτηση ζωής σε εξωπλανήτες, καθώς είμαστε δείγμα μεγέθους n = 1. Δεν έχουμε ιδέα αν η ζωή χρειάστηκε περισσότερο χρόνο για να εμφανιστεί στη Γη παρά σε έναν τυπικό κατοικήσιμο κόσμο, ή μικρότερη, ή αν η ζωή εμφανίστηκε οπουδήποτε εκτός της Γης.
Ωστόσο, όπως πρόσθεσε ο Pearce, αυτή η κριτική είναι πολύ χρήσιμη για την καθοδήγηση της κατανόησής μας για την προέλευση της ζωής στη Γη. «Για παράδειγμα, 200 εκατομμύρια χρόνια μπορεί να είναι απαραίτητος χρόνος για τη χημική σύνθεση για να εξερευνήσει τον μεγάλο, τυχαίο, μη λειτουργικό χώρο ακολουθίας βιοπολυμερών. Μόνο μετά από αυτή τη μακρά «περίοδο αναζήτησης και αναμονής», θα μπορούσε να δημιουργηθεί μια μικρή σταθερή ομάδα αναπαραγωγών στην πρώιμη Γη ».
Τα επόμενα χρόνια, τα όργανα επόμενης γενιάς θα επιτρέψουν τον χαρακτηρισμό των εξωπλανητών όπως ποτέ άλλοτε. Με επιπλέον έρευνα, μπορεί να γίνουν διαθέσιμες επιστημονικές εκτιμήσεις για το πότε θα μπορούσε να εμφανιστεί η ζωή σε διάφορους εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη. Μέχρι τότε, είναι παρηγορητικό να γνωρίζουμε ότι πλησιάζουμε στον προσδιορισμό του πώς και πότε εμφανίστηκε η ζωή στη Γη.
