Примерно 2,4 миллиарда лет назад атмосфера Земли претерпела огромные изменения, известные как «Великое событие окисления». В настоящее время исследователи из Нью-Йоркского центра астробиологии при Политехническом институте Ренсселера используют некоторые из древнейших известных минералов, чтобы помочь понять, что могло произойти примерно через пять миллионов лет после возникновения Земли.
По большей части ученые предположили, что в атмосфере ранней Земли преобладали ядовитый метан, угарный газ, сероводород и аммиак. Эта сильно восстановленная смесь приводит к ограниченному количеству кислорода и привела к множеству теорий о том, как жизнь могла начаться в такой агрессивной среде. Однако, присмотревшись к древним минералам для определения уровня окисления, ученые из Rensselaer доказали, что атмосфера ранней Земли была совсем не такой, но содержала большое количество воды, двуокиси углерода и двуокиси серы.
«Теперь мы можем с некоторой уверенностью сказать, что многие ученые, изучающие происхождение жизни на Земле, просто выбрали не ту атмосферу», - сказал Брюс Уотсон, профессор института Rensselaer.
Как они могут быть так уверены? Их результаты зависят от теории, что атмосфера Земли сформировалась вулканически. Каждый раз, когда магма течет на поверхность, она выпускает газы. Если он не достигает вершины, он взаимодействует с окружающими скалами, где он охлаждается, и сам по себе становится каменистым месторождением. Эти отложения - и их элементная конструкция - позволяют науке изобразить точный портрет условий во время их формирования.
«Большинство ученых утверждают, что выделение магмы было основным вкладом в атмосферу», - сказал Уотсон. «Чтобы понять природу атмосферы - в начале», нам нужно было определить, какие виды газа были в магмах, питающих атмосферу ».
Одним из наиболее важных компонентов магмы является циркон - минерал, почти столь же старый, как и сама Земля. Определив уровни окисления магм, образовавших эти древние цирконы, ученые могут определить, сколько кислорода выделяется в атмосферу.
«Определив степень окисления магм, которые создали циркон, мы могли бы затем определить типы газов, которые в конечном итоге попадут в атмосферу», - сказал ведущий автор исследования Дастин Трейл, научный сотрудник Центра астробиологии.
Чтобы сделать их работу, команда приступила к приготовлению магмы в лабораторных условиях, что привело к созданию датчика окисления, который помог бы им сравнивать свои искусственные образцы с натуральными цирконами. Их исследование также включало внимательное наблюдение за редким металлом Земли, называемым церием, который может существовать в двух состояниях окисления. Экспонируя церий в цирконе, команда может быть уверена, что атмосфера была более окисленной после их создания. Эти новые результаты указывают на состояние атмосферы, более похожее на наши сегодняшние условия ... закладывающие основу для новой отправной точки, на которой можно основывать начало жизни на Земле.
«Наша планета - это сцена, на которой разыгрывается вся жизнь», - сказал Уотсон. «Мы даже не можем начать говорить о жизни на Земле, пока не узнаем, что это за стадия. А кислородные условия были жизненно важны из-за того, как они влияют на типы органических молекул, которые могут образовываться ».
Хотя «жизнь, какой мы ее знаем», сильно зависит от кислорода, наша нынешняя атмосфера, вероятно, не идеальная модель для порождения первичной жизни. Скорее всего, богатая метаном атмосфера может «иметь гораздо больший биологический потенциал для перехода от неорганических соединений к жизненно важным аминокислотам и ДНК». Это оставляет дверь широко открытой для альтернативных теорий, таких как панспермия. Но не продавайте результаты команды коротко. Они все еще раскрывают начальную природу газов здесь, на Земле, даже если они не разгадывают загадку Великого Окисления.
Оригинальная история Источник: Ренсселерский политехнический институт.
