Netikėtos mokslininkų išvados: gyvybė Žemėje atsirado kur kas anksčiau, nei manyta

Kol kas geologinių tyrimų duomenys rodo, kad gyvybė Žemėje galimai egzistavo jau prieš 3,8 mlrd. metų. Bet naujas ganėtinai prieštaringai vertinamas tyrimas kelia idėją, kad iš tikrųjų gyvybė radosi visais 300 mln. metų seniau, rašo sciencemag.org.

Savo išvadas mokslininkai grindžia mikroskopinėmis grafito dulkėmis, įsiterpusiomis į didelį cirkono kristalą. Cirkonas auga magmoje, neretai į savo struktūrą įtraukdamas kitas kristalines struktūras iš silicio, deguonies ir cirkonio. Ir nors šie kristalai retai išauga didesni nei žmogaus plauko storis, cirkonai yra praktiškai nesunaikinami. Jų egzistencija neretai trunka ilgiau nei uolienų, kuriose jie iš pradžių susiformavo – cirkono kristalai gana dažnai „nugyvena“ net kelis erozijos ir nusėdimo ciklus.

iesą sakant, cirkono kristalai yra tokie tvarūs, kad seniausios uolienos Žemėje yra tik 4 mlrd. metų senumo, o štai cirkonai datuojami net iki 4,4 mlrd. metų. Šie kristalai labai domina mokslininkus, nes leidžia jiems pažvelgti į patį ankstyviausią Žemės egzistavimo periodą, vadinamą hadėjaus eonu.

„Iš esmės tai yra vieninteliai fiziškai apčiuopiami mėginiai, galintys pasakyti, kas vyko Žemėje prieš daugiau nei 4 mlrd. metų“, – sakė Kalifornijos universiteto Los Andžele (JAV) geochemikė Elizabeth Bell, vadovavusi pastarajam tyrimui, kurio rezultatus publikavo „Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Savo tyrime E. Bell analizavo cirkonus, surinktus Jack Hills vietovėje Australijos vakarinėje dalyje – būtent toje vietoje hadėjaus eono cirkonų randama daugiau nei bet kur kitur Žemėje. Kristaluose mokslininkai ieškojo anglies pagrindo kristalų – anglies ir deimanto – inkliuzų.

Vien šių inkliuzų egzistavimas neužtikrina, kad gyvybė jau egzistavo cirkonų formavimosi metu, bet jie suteikia galimybę ieškoti cheminių gyvybės pėdsakų. Viename iš kristalų mokslininkai rado galimai 4,1 mlrd. metų neliestų grafito dulkių. Šiose dulkėse jie nustatė mažą lengvųjų ir sunkiųjų anglies izotopų santykį, būdingą organinėms medžiagoms.

„Jeigu analizuotume tokią anglį iš šiandieninių mėginių, sakytume, kad ji – biogeninė. Žinoma, kalbant apie hadėjaus eono anglį klausimas yra labiau ginčytinas“, – sakė E. Bell.

Tyrimo autoriai išvardino ir galimas nebiologines tokio izotopų santykio priežastis, tačiau patys yra labiau linkę manyti, kad grafitą sudarantys anglies atomai kadaise buvo organinės medžiagos, atsidūrusios nuosėdose, kurios per tektoninių plokščių susidūrimą buvo įtrauktos į Žemės mantiją. Šioms organinių medžiagų nuosėdoms susilydžius į magmą, esant dideliam slėgiui ir temperatūrai, susidarė grafitas, kuris ilgainiui tapo cirkono kristalo dalimi.

Jeigu tokia hipotezė yra teisinga ir gyvybė iš tiesų egzistavo jau prieš 4,1 mlrd. metų, E. Bell teigimu, būtų papildytas vis augantis rinkinys duomenų, rodančių, kad, Žemė tapo svetinga gyvybei kur kas seniau nei manyta.

„Tradiciškai galvojama, kad Žemė pirmuosius kelis šimtus milijonų savo egzistavimo metų buvo sterili, negyva, karšta planeta, kurią nuolat bombardavo meteoritai“, – sakė mokslininkė. Bet mokslininkai pamažu pradeda galvoti, kad iš tiesų sąlygos mūsų planetoje buvo kur kas ramesnės ir priimtinesnės gyvybei – o E. Bell tyrimo duomenis tokią nuomonę tik sustiprina.

„Žinome, kad skysto vandens buvo. Todėl nėra jokių priežasčių, kurios neleistų teigti, kad buvo ir gyvybė“, – sakė Paryžiuje esančio Žemės fizikos instituto geomikrobiologas Markas van Zuilenas. Tiesa, nei M. van Zuilenas, nei kiti mokslininkai nėra užtikrinti, kad E. Bell tyrimas pateikia tvirtus gyvybės egzistavimo įrodymus.

Tokio įtarumo dalis slypi ganėtinai nesenoje istorijoje: 2008 metais mokslininkai, analizavę net 4,3 mmlrd. metų senumo cirkono kristalus, skelbė kad deimantų ir grafito inkliuzuose galimai esama biologinių procesų požymių. Šis tyrimas ir E. Bell paskatino imtis savo tyrimo. Tačiau vėliau išaiškėjo, kad 2008 metų tyrimo autorių grafito inkliuzai iš tikrųjų galėjo būti laboratorijos taršos produktas, o ne Žemės kūdikystėje cirkone įkalinti atomai.

Naujojo tyrimo autoriai ėmėsi priemonių, kad nekiltų panašių nesklandumų. „Vienas nesėkmingas eksperimentas nereiškia, kad niekas neturėtų bandyti dar kartą. Bet esu atsargus“, – sakė Kalifornijos technologijų instituto (JAV) geologas Johnas Eileris. Anot jo, mokslininkai visų pirma turėtų išspręsti kai kuriuos kitus svarbius klausimus – pavyzdžiui, ar hadėjaus eono inkliuzai cirkone iš tikrųjų saugo senovines medžiagas, ar buvo pakoreguoti vėliau – pavyzdžiui, vykstant kokiems nors mineralų metamorfizmo procesams.

Be to, jam kyla abejonių, kad organinė medžiaga magmoje gali išsilaikyti pakankamai ilgai, kad iš jos susiformuotų grafitas. Kitaip tariant, jis apskritai abejoja dabar taikomu grafito inkliuzų atsiradimo cirkone mechanizmu.

Bet net ir atmetus šias abejones, nemaža dalis mokslininkų – taip pat ir tyrimo autoriai – sutinka, jog duomenys nerodo, jog anglies inkliuzai yra garantuotai biologinės kilmės. Esama ir natūralių, nebiologinių procesų, kurių metu gali susidaryti panašus anglies izotopų santykis. Pavyzdžiui, grafite gali atsirasti anglies iš tam tikrų meteoritų tipų, kuriuose dominuoja lengvieji izotopai.

Kiti mokslininkai pirštu bado į vadinamąsias Fischerio-Tropscho reakcijas, kurių metu veikiant katalizatoriui (pavyzdžiui, geležiai) įvyksta anglies, deguonies ir vandenilio reakcija, kurios metu susidaro metanas ir kiti angliavandeniliai. Tokios reakcijos galėjo vykti ties hadėjaus eono hidroterminėmis versmėmis.

M. van Zuileno teigimu, tokios medžiagos gali pasižymėti tokiu pačiu izotopų santykiu, kaip ir biologinių medžiagų liekanos. Kaip bebūtų keista, vienas iš būdų išsiaiškinti, kada gi iš tiesų Žemėje atsirado gyvybė – tyrinėti Marsą, kuriame, skirtingai nei Žemėje, net paviršiuje yra senesnių nei 4 mlrd. metų uolienų.

„Jeigu galėtume rasti įrodymų, kad Marse tuomet egzistavo gyvybė, tuomet būtų lengviau apginti hipotezę, kad ji tuo metu taip pat egzistavo ir Žemėje“, – sakė Curtino universiteto (Australija) geochemikas Alexanderis Nemchinas vadovavęs nesėkmingam 2008 metų tyrimui.