För ungefär 2,4 miljarder år sedan genomgick jordens atmosfär en enorm förändring känd som ”den stora oxidationshändelsen”. Nu använder forskare från New York Center for Astrobiology vid Rensselaer Polytechnic Institute några av de äldsta mineralerna som är kända för att förstå vad som kan ha inträffat ungefär fem miljoner år efter att jorden uppstod.
För det mesta har forskare teoretiserat att den tidiga jordatmosfären dominerades av skadlig metan, kolmonoxid, vätesulfid och ammoniak. Denna mycket reducerade blandning resulterar i en begränsad mängd syre och har lett till en mängd olika teorier om hur livet kan ha börjat i en sådan fientlig miljö. Men genom att titta närmare på forntida mineraler för oxidationsnivåer har forskare vid Rensselaer visat att den tidiga jordatmosfären alls inte var så ... men innehöll stora mängder vatten, koldioxid och svaveldioxid.
"Vi kan nu säga med viss säkerhet att många forskare som studerar ursprunget på livet på jorden helt enkelt valde fel atmosfär," sade Bruce Watson, institutprofessor för vetenskap vid Rensselaer.
Hur kan de vara så säkra? Deras resultat beror på teorin om att jordens atmosfär bildades vulkaniskt. Varje gång magma flyter till ytan släpper den gaser. Om den inte kommer till toppen samverkar den med de omgivande stenarna där den svalnar och blir en stenig insättning i sig. Dessa avsättningar - och deras grundläggande konstruktion - gör det möjligt för vetenskapen att måla ett exakt porträtt av förhållandena vid tidpunkten för bildandet.
"De flesta forskare skulle hävda att denna utgasning från magma var den viktigaste inmatningen till atmosfären," sa Watson. "För att förstå atmosfärens natur" i början "behövde vi bestämma vilka gasarter som fanns i magmasna som tillför atmosfären."
En av de viktigaste av alla magmakomponenter är zirkon - ett mineral som är nästan lika gammalt som jorden själv. Genom att bestämma oxidationsnivåerna för magmasna som bildade dessa forntida zirkoner, kan forskare härleda hur mycket syre som släpptes ut i atmosfären.
"Genom att bestämma oxidationstillståndet för magmas som skapade zirkon, kunde vi sedan bestämma vilka typer av gaser som så småningom skulle komma in i atmosfären," säger studieledningsförfattaren Dustin Trail, en postdoktorisk forskare i Center for Astrobiology.
För att möjliggöra deras arbete började teamet att laga mat upp magma i en laboratorieinställning - vilket ledde till skapandet av en oxidationsmätare för att hjälpa dem att jämföra sina konstgjorda prov med naturliga zirkoner. Deras studie inkluderade också ett vakande öga för en sällsynt jordartsmetall som kallas cerium som kan existera i två oxidationstillstånd. Genom att exponera cerium i zirkon kan teamet vara säkert på att atmosfären var mer oxiderad efter skapandet. Dessa nya fynd pekar på ett atmosfäriskt tillstånd mer som våra nuvarande förhållanden ... sätter scenen för en ny utgångspunkt för att basera livets början på jorden.
"Vår planet är scenen som hela livet har spelat ut," sade Watson. ”Vi kan inte ens börja prata om livet på jorden förrän vi vet vad det är. Och syretillstånd var mycket viktiga på grund av hur de påverkar de typer av organiska molekyler som kan bildas. ”
Medan ”livet som vi känner det” är mycket beroende av syre, är vår nuvarande atmosfär förmodligen inte den idealiska modellen för att leka urvårdslivet. Det är mer troligt att en metanrik atmosfär kanske "har mycket mer biologisk potential att hoppa från oorganiska föreningar till livsstödjande aminosyror och DNA." Detta lämnar dörren vidöppen för alternativa teorier, till exempel panspermia. Men sälj inte teamets resultat kort. De avslöjar fortfarande den början naturen av gaser här på jorden, även om de inte löser gåten av den stora oxidationshändelsen.
Original Story Source: Rensselaer Polytechnic Institute News Release.
