For ca. 2,4 milliarder år siden gennemgik Jordens atmosfære en enorm forandring, der er kendt som den ”store oxidationsbegivenhed”. Nu bruger forskere fra New York Center for Astrobiology ved Rensselaer Polytechnic Institute nogle af de ældste mineraler, der vides at eksistere, for at hjælpe med at forstå, hvad der kan have fundet sted omkring fem millioner år efter, at Jorden opstod.
For det meste har forskere teoretiseret, at den tidlige jordatmosfære var domineret af skadelig metan, kulilte, hydrogensulfid og ammoniak. Denne stærkt reducerede blanding resulterer i en begrænset mængde ilt og har ført til en lang række teorier om, hvordan livet kan være startet i et sådant fjendtligt miljø. Ved at kigge nærmere på gamle mineraler til oxidationsniveauer har forskere ved Rensselaer imidlertid bevist, at den tidlige jordatmosfære overhovedet ikke var som den ... men holdt rigelige mængder vand, kuldioxid og svovldioxid.
”Vi kan nu med en vis sikkerhed sige, at mange videnskabsfolk, der studerer oprindelsen af livet på Jorden, simpelthen valgte den forkerte atmosfære,” sagde Bruce Watson, Institut for videnskab ved Rensselaer.
Hvordan kan de være så sikre? Deres fund afhænger af teorien om, at Jordens atmosfære blev dannet vulkanisk. Hver gang magma flyder til overfladen frigiver den gasser. Hvis det ikke kommer til toppen, interagerer det med de omgivende klipper, hvor det afkøles og bliver en stenet aflejring i sig selv. Disse aflejringer - og deres elementære konstruktion - giver videnskaben mulighed for at male et nøjagtigt portræt af forholdene på tidspunktet for deres dannelse.
”De fleste forskere vil hævde, at denne udgassing fra magma var det vigtigste input til atmosfæren,” sagde Watson. "For at forstå atmosfærens art 'i begyndelsen' havde vi brug for at bestemme, hvilke gasarter der var i magmaerne, der leverede atmosfæren."
En af de vigtigste af alle magma-komponenter er zirkon - et mineral, der er næsten lige så gammelt som Jorden selv. Ved at bestemme oxidationsniveauerne for magmaerne, der dannede disse gamle zirkoner, er forskerne i stand til at udlede, hvor meget ilt der blev frigivet i atmosfæren.
”Ved at bestemme oxidationstilstanden for magmerne, der skabte zirkon, kunne vi derefter bestemme de typer gasser, der til sidst ville komme vej ud i atmosfæren,” sagde studielederforfatter Dustin Trail, en postdoktorisk forsker i Center for Astrobiology.
For at muliggøre deres arbejde begyndte teamet at tilberede magma i laboratorieindstillinger - hvilket førte til oprettelsen af en oxidationsmåler til at hjælpe dem med at sammenligne deres kunstige prøver med naturlige zirkoner. Deres undersøgelse omfattede også et vågent øje for et sjældent jordmetal kaldet cerium, der kan eksistere i to oxidationstilstande. Ved at udsætte cerium i zirkon kan teamet være overbevist om, at atmosfæren blev mere oxideret efter deres oprettelse. Disse nye fund peger på en atmosfærisk tilstand mere som vores nutidige forhold ... sætter scenen for et nyt udgangspunkt, hvorpå man kan basere livets begyndelse på Jorden.
”Vores planet er den fase, hvor alt liv har spillet,” sagde Watson. ”Vi kan ikke engang begynde at tale om livet på Jorden, før vi ved, hvad denne fase er. Og iltforholdene var meget vigtige på grund af, hvordan de påvirker de typer organiske molekyler, der kan dannes. ”
Selvom ”livet som vi kender det” er meget afhængig af ilt, er vores nuværende atmosfære sandsynligvis ikke den ideelle model til gydende urskifte. Det er mere sandsynligt, at en metanrig atmosfære måske "har meget mere biologisk potentiale til at hoppe fra uorganiske forbindelser til livsbærende aminosyrer og DNA." Dette efterlader døren åben for alternative teorier, såsom panspermia. Men solg ikke holdets resultater korte. De afslører stadig den begyndende art af gasser her på Jorden, selvom de ikke løser gåten fra den store oxidationsbegivenhed.
Original historiekilde: Rensselaer Polytechnic Institute Nyhedsmeddelelse.
