Преди около 2,4 милиарда години земната атмосфера претърпя огромна промяна, известна като „Голямото окислително събитие“. Това преминаване от бедна на кислород към богата на кислород среда може да е отговорна за пораждането на живот. Учените обаче са изключително любопитни за това каква може да е била нашата атмосфера не след дълго след образуването на нашата планета. Сега изследователи от Нюйоркския център по астробиология към Политехническия институт Rensselaer използват някои от най-старите минерали, за които е известно, че съществуват, за да помогнат да се разбере какво може да се е случило около пет милиона години след възникването на Земята.
В по-голямата си част учените теоретизират, че атмосферата на началото на Земята е била доминирана от вреден метан, въглероден оксид, сероводород и амоняк. Тази силно намалена смес води до ограничено количество кислород и е довела до голямо разнообразие от теории за това как животът може да е започнал в такава враждебна среда. Въпреки това, като разгледаха по-отблизо древните минерали за нивата на окисляване, учените от Rensselaer доказаха, че атмосферата на ранната Земя изобщо не е била такава... но е съдържала обилни количества вода, въглероден диоксид и серен диоксид.
„Сега можем да кажем с известна сигурност, че много учени, изучаващи произхода на живота на Земята, просто са избрали грешната атмосфера“, каза Брус Уотсън, професор по наука в Rensselaer.
Как може да са толкова сигурни? Техните открития зависят от теорията, че земната атмосфера е образувана вулканично. Всеки път, когато магмата изтича към повърхността, тя отделя газове. Ако не стигне до върха, тогава той взаимодейства с околните скали, където се охлажда и се превръща в скалист депозит сам по себе си. Тези отлагания – и тяхната елементарна конструкция – позволяват на науката да нарисува точен портрет на условията в момента на тяхното формиране.
„Повечето учени биха твърдят, че това отделяне от магма е основният вход за атмосферата“, каза Уотсън. „За да разберем естеството на атмосферата „в началото“, трябваше да определим какви газови видове са били в магмите, доставящи атмосферата.
Един от най-важните от всички компоненти на магмата е цирконът – минерал, почти толкова стар, колкото самата Земя. Чрез определяне на нивата на окисление на магмите, образували тези древни циркони, учените са в състояние да заключат колко кислород се е отделил в атмосферата.
„Определяйки степента на окисление на магмите, създали циркон, бихме могли след това да определим видовете газове, които в крайна сметка ще проникнат в атмосферата“, каза водещият автор на изследването Дъстин Трейл, постдокторант в Центъра по астробиология.
За да даде възможност на работата си, екипът се зае с приготвянето на магма в лабораторни условия - което доведе до създаването на окислителен манометър, който да им помогне да сравняват своите изкуствени екземпляри с естествени циркони. Тяхното проучване включваше и зорко око за рядкоземен метал, наречен церий, който може да съществува в две степени на окисление. Чрез излагане на церий в циркон, екипът може да бъде уверен, че атмосферата е била по-окислена след създаването им. Тези нови открития сочат към атмосферно състояние, по-скоро като нашите днешни условия... поставяйки основата за нова отправна точка, върху която да се базира началото на живота на Земята.
„Нашата планета е сцената, на която се е разиграл целият живот“, каза 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, защото влияят върху 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 зараждане на първичен живот. По-вероятно е богатата на метан атмосфера „да има много по-голям биологичен потенциал да прескочи от неорганични съединения към поддържащи живота аминокиселини и ДНК“. Това оставя вратата широко отворена за алтернативни теории, като например панспермия. Но не продавайте резултатите на отбора на кратко. Те все още разкриват началната природа на газовете тук, на Земята, дори и да не разрешават загадката на Голямото окислително събитие.
Източник на оригиналната история: Съобщение за новини на Политехническия институт Rensselaer.
