Πριν από περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ατμόσφαιρα της Γης υπέστη μια τεράστια αλλαγή που είναι γνωστή ως «Μεγάλη Εκδήλωση Οξείδωσης». Τώρα ερευνητές από το New York Center for Astrobiology στο Rensselaer Polytechnic Institute χρησιμοποιούν μερικά από τα παλαιότερα ορυκτά που είναι γνωστό ότι υπάρχουν για να κατανοήσουν τι μπορεί να έχει συμβεί περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια μετά την ανάδυση της Γης.
Ως επί το πλείστον, οι επιστήμονες θεωρούν ότι η ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης κυριαρχούσε από επιβλαβές μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο και αμμωνία. Αυτό το εξαιρετικά μειωμένο μείγμα οδηγεί σε περιορισμένη ποσότητα οξυγόνου και έχει οδηγήσει σε μια ευρεία ποικιλία θεωριών για το πώς μπορεί να έχει ξεκινήσει η ζωή σε ένα τόσο εχθρικό περιβάλλον. Ωστόσο, ρίχνοντας μια πιο προσεκτική ματιά στα αρχαία ορυκτά για τα επίπεδα οξείδωσης, οι επιστήμονες στο Rensselaer απέδειξαν ότι η ατμόσφαιρα της πρώιμης Γης δεν ήταν καθόλου έτσι ... αλλά κράτησε άφθονη ποσότητα νερού, διοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του θείου.
«Μπορούμε τώρα να πούμε με βεβαιότητα ότι πολλοί επιστήμονες που μελετούν την προέλευση της ζωής στη Γη απλά επέλεξαν τη λάθος ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Bruce Watson, καθηγητής του Ινστιτούτου Επιστημών στο Rensselaer.
Πώς μπορούν να είναι τόσο σίγουροι; Τα ευρήματά τους εξαρτώνται από τη θεωρία ότι η ατμόσφαιρα της Γης σχηματίστηκε ηφαιστειακά. Κάθε φορά που το μάγμα ρέει στην επιφάνεια, απελευθερώνει αέρια. Εάν δεν φτάσει στην κορυφή, τότε αλληλεπιδρά με τους γύρω βράχους όπου κρυώνει και γίνεται από μόνη της μια βραχώδης εναπόθεση. Αυτές οι εναποθέσεις - και η στοιχειώδης κατασκευή τους - επιτρέπουν στην επιστήμη να ζωγραφίσει ένα ακριβές πορτρέτο των συνθηκών κατά τον σχηματισμό τους.
«Οι περισσότεροι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι αυτή η έξοδος από το μάγμα ήταν η κύρια είσοδος στην ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Watson. "Για να κατανοήσουμε τη φύση της ατμόσφαιρας" στην αρχή ", έπρεπε να προσδιορίσουμε ποια είδη αερίου ήταν τα μάγματα που τροφοδοτούν την ατμόσφαιρα."
Ένα από τα πιο σημαντικά από όλα τα συστατικά μάγμα είναι το ζιργκόν - ένα ορυκτό σχεδόν τόσο παλιό όσο η ίδια η Γη. Προσδιορίζοντας τα επίπεδα οξείδωσης των μάγματος που σχημάτισαν αυτά τα αρχαία ζιργκόν, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν πόση ποσότητα οξυγόνου απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
«Καθορίζοντας την κατάσταση οξείδωσης των μάγματος που δημιούργησαν ζιργκόν, μπορούμε στη συνέχεια να προσδιορίσουμε τους τύπους αερίων που τελικά θα εισέλθουν στην ατμόσφαιρα», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Dustin Trail, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Κέντρο Αστροβιολογίας.
Για να καταστήσει δυνατή τη δουλειά τους, η ομάδα ξεκίνησε να μαγειρεύει μάγμα σε εργαστηριακό περιβάλλον - το οποίο οδήγησε στη δημιουργία ενός μετρητή οξείδωσης για να τους βοηθήσει στη σύγκριση των τεχνητών δειγμάτων τους με τα φυσικά ζιργκόν. Η μελέτη τους περιελάμβανε επίσης ένα προσεκτικό μάτι για ένα σπάνιο μέταλλο της Γης που ονομάζεται δημήτριο που μπορεί να υπάρχει σε δύο καταστάσεις οξείδωσης. Εκθέτοντας το δημήτριο σε ζιργκόν, η ομάδα μπορεί να είναι σίγουρη ότι η ατμόσφαιρα ήταν πιο οξειδωμένη μετά τη δημιουργία τους. Αυτά τα νέα ευρήματα δείχνουν μια ατμοσφαιρική κατάσταση σαν τις σημερινές μας συνθήκες… θέτοντας το στάδιο για ένα νέο σημείο εκκίνησης στο οποίο θα βασίσουμε τις αρχές της ζωής στη Γη.
«Ο πλανήτης μας είναι το στάδιο στο οποίο έχει παίξει όλη η ζωή», είπε ο Watson. «Δεν μπορούμε καν να αρχίσουμε να μιλάμε για τη ζωή στη Γη μέχρι να ξέρουμε τι είναι αυτό το στάδιο. Και οι συνθήκες οξυγόνου ήταν ζωτικής σημασίας λόγω του πώς επηρεάζουν τους τύπους οργανικών μορίων που μπορούν να σχηματιστούν. "
Ενώ η «ζωή όπως το γνωρίζουμε» εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το οξυγόνο, η τρέχουσα ατμόσφαιρά μας πιθανώς δεν είναι το ιδανικό μοντέλο για την ωοτοκία της αρχέγονης ζωής. Είναι πιο πιθανό μια πλούσια σε μεθάνιο ατμόσφαιρα να έχει «πολύ περισσότερες βιολογικές δυνατότητες να μεταπηδήσει από ανόργανες ενώσεις σε αμινοξέα και DNA που υποστηρίζουν τη ζωή». Αυτό αφήνει την πόρτα ανοιχτή σε εναλλακτικές θεωρίες, όπως η πανσπερμία. Αλλά μην πουλάτε τα αποτελέσματα της ομάδας σύντομα. Εξακολουθούν να αποκαλύπτουν την αρχική φύση των αερίων εδώ στη Γη, ακόμη και αν δεν λύνουν το αίνιγμα του Μεγάλου Οξειδωτικού Γεγονότος.
Πρωτότυπη ιστορία Πηγή: Δελτίο ειδήσεων Rensselaer Polytechnic Institute.
