Minden meg volt, ami ez élet kialakulásához kellett – már 500 millió évvel korábban is, mint azt gondolták
Egy új tanulmány szerint az édesvíz és az élet kulcsfontosságú feltételei már félmilliárd évvel korábban is megjelentek a Földön, mint azt korábban gondolták.
Az élet kialakulása
Két összetevőre van szükség ahhoz, hogy az élet elinduljon egy bolygón: szárazföldre és (édes) vízre.
Csak e két feltétel teljesülése esetén tudnak az élet építőkövei, az aminosavak és a nukleinsavak kézzelfogható bakteriális életté alakulni. Ez egyben az evolúciós ciklus kezdetét jelzi.
A rendelkezésünkre álló kőzetállományban megmaradt legrégebbi bizonyíték az élet létezésére a Földön 3,5 milliárd éves. A tudósok most azt feltételezik, hogy az élet még régebbi is lehet.
A Nature Geoscience-ben megjelent új tanulmányunk az elsőként szolgáltat bizonyítékot a 4 milliárd évvel ezelőtti édesvíz és szárazföld létezéséről a Földön. Ha tudjuk, mikor jelent meg először a Földön az élet bölcsője – a víz és a szárazföld –, az végül támpontokat adhat arra vonatkozóan, hogyan jöttünk létre.
Víz és föld: az élet lényege
Képzeld el, hogy belépsz egy időgépbe, ami 4 milliárd évvel ezelőttre repít vissza. Ahogy kinézel egy hatalmas óceánt látsz magad körül. A víz azonban nem kék, ahogy ma ismerjük. Hanem barna a vas és egyéb oldott ásványi anyagok miatt. Felnézel az égre, ami szintén nem kék – hanem sötét narancssárga. Köszönhetően a szén-dioxid szmognak és a rendszeresen felvillanó és becsapodó meteoroknak. Barátságtalan hely ez az élethez.
A tudósok szerint pedig pont így nézett ki a Föld 4 milliárd évvel ezelőtt.
A Földön azonban már ekkor is létezett szárazföld, bár úgy nézett ki mint egy vulkanikus sziget. És az eső is esett, ami a vulkánok tövében, kisebb nagyobb medencékben gyűlt össze.
Az édesvíz és a szárazföld kéz a kézben járnak. Ha minden föld víz alatt van, akkor csak sós, óceánvizet kapunk. Ennek az az oka, hogy a sós víz be akar hatolni a föld alá, ezt a jelenséget tengervíz behatolásnak nevezik. Tehát, ha van édesvíz, akkor lennie kell szárazföldnek is.
Honnan tudjuk, hogy volt édesvíz és szárazföld a korai Földön?
Az édesvíz nagyon különbözik a tengervíztől. Felmerül a kérdés azonban, hogy honnan lehet tudni, hogy 4 milliárd évvel ezelőtt a Földön volt-e édesvíz.
A válasz a kőzetlemezben és az abban megőrzött kémiai jelekben van. A Föld valamivel több mint 4,5 milliárd éves, és a legrégebbi kőzetek, amelyeket a tudósok találtak, alig valamivel idősebbek 4 milliárd évnél.
Ahhoz, hogy valóban megértsük bolygónk első 500 millió évét, olyan kristályokhoz kell fordulnunk, amelyek a legrégebbi kőzetekből származtak, és végül fiatalabb kőzetekben rakódtak le.
A kőzetekkel ellentétben a legrégebbi fennmaradt kristályok 4,4 milliárd éves múltra tekintenek vissza. És ezeknek a szuperrégi kristályoknak a nagy része a Föld egy helyéről származik: Nyugat-Ausztrália középnyugati részén, a Jack Hills-ből.
A kutatók ide mentek tehát, ahol több mint ezer kristályt vettek lajstromba egy cirkon nevű ásványból, amely rendkívüli időjárásállóságáról és különleges változásairól híres.
Ez nagyon fontos tulajdonság, mivel évmilliárdok alatt sok természeti folyamat törölheti az elsődleges kémiai jelet, amikor a kristályok először keletkeztek. A legtöbb ásványt sokkal könnyebb megváltoztatni, ez a folyamat pedig eltörölné eredeti kémiájukat, és nem adna nyomokat a Föld korai múltjához.
Az ősi ásvány szemcsék segítenek
A kutatók arra jutottak, hogy az általunk elemzett összes kristály körülbelül 10%-a 4 milliárd évnél idősebb volt. Ez kicsinek tűnhet, de a világ más helyeihez képest itt óriási mennyiségben érhető el a szuperrégi ásvány.
Annak kiderítésére, hogy ezek a szemcsék tartalmaznak-e édesvizet, apró ionsugarak segítségével mérték meg a nehezebb és könnyebb oxigén arányát ezeken a cirkonszemcséken. Ezt az oxigénizotóp-arányként ismert mutatót a tengervíz esetében szinte állandónak tartják, de az édesvíznél azonban kevésbé.
Feltűnő, hogy a 4 milliárd évvel ezelőtti cirkonkristályok egy kis részének nagyon világos jele volt, amely csak az édesvíz és kőzetek kölcsönhatásából jöhetett létre.
A cirkon rendkívül ellenálló a változtatásokkal szemben. Ahhoz, hogy a Jack Hillsben talált cirkon megkapja ezt a könnyű oxigén jelet, az édesvíz által megváltoztatott kőzetnek meg kellett olvadnia, majd újra megszilárdulnia, hogy a könnyű oxigénizotóp jelet át tudja adni a cirkonnak.
Így az édesvíznek már 4 milliárd évvel ezelőtt is jelen kellett lennie a Földön.
Egyelőre nem lehetünk azonban biztosak abban, hogy az élet is ilyen korán kezdődött-e a Föld történetében. De legalább találtunk bizonyítékot az élet bölcsőjére a Földön, ami valamivel korábbról származik, mint 4 milliárd évvel ezelőtt – bolygónk 4,5 milliárd éves történetének rendkívül korai szakaszából.