|
Условия для жизни появились на полмиллиарда лет раньше
|
|
|
|
Для зарождения жизни на планете необходимы два компонента: суша и (пресная) вода. Строго говоря, вода не обязательно должна быть пресной, но пресная вода может быть только на суше. Только при соблюдении этих двух условий вы сможете преобразовать строительные блоки жизни, аминокислоты и нуклеиновые кислоты, в реальную бактериальную жизнь, которая знаменует начало эволюционного цикла. Возраст древнейшей жизни на Земле, сохранившейся в наших фрагментированных горных породах, составляет 3,5 миллиарда лет, а некоторые химические данные показывают, что ей может быть даже 3,8 миллиарда лет. Ученые предположили, что жизнь может быть еще старше, но у нас нет данных, подтверждающих это. Наше новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, предоставляет первые свидетельства наличия пресной воды и суши на Земле 4 миллиарда лет назад. Знание того, когда на Земле впервые появились колыбель жизни — вода и суша, в конечном счете, дает ключ к пониманию того, как мы появились на свет.
|
|
|
|
Представьте, что вы сели в машину времени и перенеслись на 4 миллиарда лет назад. Когда стрелки приборов останавливаются, вы выглядываете наружу и видите вокруг себя бескрайний океан. Не голубой, каким вы его знаете, а коричневый от железа и других растворенных минералов. Вы смотрите в небо, а оно темно-оранжевое, со смогом из углекислого газа и регулярными вспышками от падающих метеоритов. Непригодное для жизни. Именно так, по мнению ученых, выглядела Земля 4 миллиарда лет назад. Но так ли это было? Как только вы оставляете всякую надежду на жизнь, вы замечаете на горизонте то, что вам нужно: землю. Переведя машину времени в режим путешествия, вы пролетаете над этим пространством из выступающих скал и приземляетесь. Вы быстро понимаете, что оказались на вулканическом острове, со склонов которого извергается лава. Но вы также ощущаете капли дождя на своем носу и замечаете, что вода собирается в маленькие лужицы у подножия вулкана. Вы осторожно складываете ладони и пробуете на вкус... она свежая. Первое доказательство того, что пресная вода была на Земле, по крайней мере, 4 миллиарда лет назад.
|
|
|
Пресная вода и всплывшая суша идут рука об руку. Если вся суша находится под водой, то у вас может быть только соленая океанская вода. Это происходит потому, что соленая вода стремится проникнуть под сушу, явление, известное как вторжение морской воды. Итак, если вы нашли пресную воду, то у вас должна быть суша — и достаточно обширная. Откуда мы знаем, что на ранней Земле были пресная вода и суша? Пресная вода сильно отличается от морской. Очевидно, вы могли бы сказать, но как вы узнаете, присутствовал ли один из них или оба на Земле, если вы на самом деле не можете вернуться назад на машине времени? Ответ содержится в записях горных пород и химических сигналах, сохраненных в этой капсуле времени. Возраст Земли немногим более 4,5 миллиардов лет, а древнейшие горные породы, найденные учеными, немногим старше 4 миллиардов лет. Чтобы по-настоящему понять историю нашей планеты в первые 500 миллионов лет ее существования, мы должны обратиться к кристаллам, которые когда-то образовались из более древних пород, а в конечном итоге отложились в более молодых породах.
|
|
|
|
В отличие от горных пород, самым старым сохранившимся кристаллам 4,4 миллиарда лет. И основная масса этих сверхдревних кристаллов поступает из одного места на Земле: Джек-Хиллз на среднем западе Западной Австралии. Именно к этому мы и пришли. Мы исследовали более тысячи кристаллов минерала под названием циркон, известного своей исключительной устойчивостью к атмосферным воздействиям и изменениям. Это очень важно, поскольку на протяжении миллиардов лет множество более поздних процессов могут стереть первичный химический сигнал, когда кристаллы только образовались. Большинство других видов минералов гораздо легче поддаются изменению, что привело бы к стиранию их первоначального химического состава и не дало бы нам никаких подсказок о глубоком прошлом Земли. Наша работа показывает, что около 10% всех проанализированных нами кристаллов были старше 4 миллиардов лет. Это может показаться незначительным, но это огромное количество сверхвозрастных зерен по сравнению с другими местами по всему миру.
|
|
|
|
Чтобы выяснить, содержали ли эти зерна рекордное количество пресной воды, мы использовали крошечные пучки ионов на этих датированных зернах циркона, чтобы измерить соотношение более тяжелого и более легкого кислорода. Считается, что это соотношение, известное как соотношение изотопов кислорода, почти постоянно с течением времени для морской воды, но значительно меньше для пресной. Примечательно, что небольшая часть кристаллов циркона, найденных 4 миллиарда лет назад, имела очень слабый отпечаток, который мог образоваться только в результате взаимодействия пресной воды и горных пород. Циркон чрезвычайно устойчив к изменениям. Чтобы циркон из коллекции Джека Хиллса приобрел этот легкий кислородный оттенок, порода, измененная пресной водой, должна была расплавиться, а затем вновь затвердеть, чтобы придать нашему циркону легкий кислородный изотопный оттенок. Таким образом, пресная вода должна была присутствовать на Земле до 4 миллиардов лет назад. Действительно ли жизнь зародилась так рано в истории Земли, - это вопрос, в котором мы пока не можем быть до конца уверены. Но мы, по крайней мере, нашли свидетельства того, что колыбель жизни на Земле зародилась около 4 миллиардов лет назад, что является чрезвычайно ранним периодом в истории нашей планеты, насчитывающей 4,5 миллиарда лет.
|
|
|
|
Источник
|
