Gdybyś zapytał specjalistę w latach 70. - biologa, archeologa lub geologa - ile lat miało życie na Ziemi, dostałbyś bardzo ostrożną odpowiedź „nie wiem”. Wiemy, że Ziemia była zamieszkana jeszcze przed pojawieniem się ssaków, ptaków, dinozaurów, gadów, ryb, skorupiaków, a nawet gwiazd morskich i meduz - przed kambryjską eksplozją, która miała miejsce 500-600 milionów lat temu. Wiemy, że była żywą planetą, ale mamy na to niewiarygodnie mało dowodów. Pomimo faktu, że bardzo imponujący zapis kopalny zgromadził się przez pół miliarda lat, sam proces ich powstawania nakłada pewne ograniczenia na naszą zdolność spojrzenia w przeszłość. Zwykle ciała zwierząt pokryte są wodą, a na wierzchu osadami glebowymi i tak powstają skamieniałości, które możemy badać. Rzeczywiście, w przeciwnym razie Ziemia byłaby usiana zwłokami martwych stworzeń i gadów.
Ale jest skała osadowa, w której przechowywane są skamieniałości. Jeśli jednak umieścisz zbyt wiele warstw na wierzchu skamieniałości, połączenie ciśnienia i czasu doprowadzi do zmian w tych skałach, a tym samym w ich zawartości. W skale, która zaczyna się zmieniać, skamieniałości pozostaną tylko wtedy, gdy skała zostanie częściowo zmieniona. W całkowicie przekształconych skałach nic nie zostanie. Dlatego gdybyś zapytał naukowca, który 40 lat temu bada naturalną historię Ziemi, ile lat ma życie na Ziemi, odpowiedziałby, że jeden lub dwa miliardy lat są już dokładne, ale może więcej - ale nie będzie można tego udowodnić.
W końcu nie możemy po prostu cofnąć się w czasie i dowiedzieć się, co było wtedy; jedyne, co nam pozostało z tamtych czasów, to malutkie skamieniałości. Od tego czasu kraj bardzo się zmienił. Gdyby trzy miliardy lat temu gigantyczne latarnie wykorzystujące komunikację komórkową wędrowały po naszej planecie, moglibyśmy nigdy się o tym nie dowiedzieć.
A jednak od lat 70. czegoś się nauczyliśmy: nawet jeśli samych skamieniałości już nie ma, jeśli nie są już rozmontowywane, nie rozróżniane, pozostałości materii organicznej pozostawiają specjalny ślad w postaci węgla. To „datowanie węglowe” można wykorzystać do zmierzenia stosunku węgla-14 do węgla-12 w organizmach, ponieważ obie formy węgla są absorbowane przez materię organiczną, a węgiel-14 jest wytwarzany w górnej atmosferze przez promienie kosmiczne i rozpada się po około 5700 latach. Dopóki żyjesz, wdychasz i wdychasz obie formy węgla; kiedy się rozkładasz, węgiel-14 rozpada się i nie jest zastępowany nowym węglem-14. Dlatego gdybyś mógł zmierzyć stosunek węgla-14 do węgla-12, mógłbyś dowiedzieć się - w przybliżeniu, w ciągu kilku tysięcy lat - jak dawno temu ten konkretny organizm umarł.
Datowanie radiowęglowe pozwala nam cofnąć się w czasie o kilkaset tysięcy lat, zanim węgiel-14 stanie się zbyt niski, aby był skuteczny. Ale jest inna forma węgla, o której jeszcze nie wspomnieliśmy, a wszystko to w tym samym oddechu powietrza: węgiel-13, który podobnie jak węgiel-12 jest stabilny i zawiera około 1,1% innych form węgla.
Żywe organizmy - o ile możemy się dowiedzieć - wolą węgiel-12 niż węgiel-13, ponieważ enzymy metaboliczne reagują z nim wydajniej. Jeśli znajdziesz starożytne źródło węgla, które jest bogate w węgiel-12, a nie -13, to jest to dobry dowód na to, że są to pozostałości starożytnej formy życia. Badając grafit, formę czystego węgla osadzonego w wysoce zmetamorfizowanych skałach (cyrkon), mogliśmy zajrzeć znacznie głębiej niż bariera 1-2 miliardy lat i przesunęliśmy pojawienie się życia na Ziemi do punktu 3,8 miliarda lat temu - czyli po zaledwie 750 milion lat po powstaniu Ziemi. Ale w 2015 roku przeszliśmy samych siebie.
Film promocyjny:
Po odkryciu złóż grafitu w cyrkonach, które mają 4,1 miliarda lat, szczególnie bogatych w węgiel-12, mamy teraz solidne dowody na to, że życie na Ziemi towarzyszyło planecie przez 90% jej historii, a być może dłużej. W końcu, jeśli w jakimś miejscu znajdziesz pozostałości materii organicznej, oznacza to, że materia organiczna będzie co najmniej tak stara jak miejsce jej pochówku, a może nawet starsza. Tak dużo starsza, że można by pomyśleć, że na Ziemi pojawiło się życie.
Może tak było.
Istnieje hipoteza znana jako hipoteza panspermii i dopóki stoją za nią autorytety, będzie ona w pewnym stopniu autorytatywna. Widzicie, Ziemia narodziła się po ponad dziewięciu miliardach lat kosmicznej ewolucji. Wypełnienie, które później stanowiło podstawę naszej planety, wcześniej stanowiły inne generacje gwiazd, które stały się mgławicami planetarnymi, pozostałościami supernowych, a nawet gwiazdami neutronowymi, hojnie wyposażając nasz Wszechświat w ciężkie pierwiastki.
W wielu przypadkach te ciężkie pierwiastki zostały połączone razem w niezwykle interesujące łańcuchy molekularne, które dziś uważamy za „prawdziwie organiczną materię”.
Kiedy meteoryty, takie jak meteoryt Murchison, uderzają w Ziemię, możemy przeanalizować, co mają w środku. Znajdziemy różnego rodzaju interesujące cząsteczki organiczne, ale najciekawsze w nich są aminokwasy. Pomimo tego, że około 20 aminokwasów odgrywa ważną rolę w procesach życia na Ziemi, w tym meteorytie znaleźliśmy około 100 unikalnych aminokwasów. Oczywiście w całym wszechświecie istnieje wiele składników życia. Znaleźliśmy nawet aminokwasy na Księżycu, co wskazuje, że ktokolwiek przywiózł aminokwasy na Ziemię, wydarzyło się to przed powstaniem Księżyca, mniej niż 100 milionów lat po powstaniu Układu Słonecznego.
A jeśli wszystkie składniki są na miejscu, może jakaś prymitywna forma życia powinna być obecna dla każdego? Jeśli całe życie na Ziemi ma wspólnego, uniwersalnego przodka, czy we Wszechświecie może istnieć wiele form ultra prymitywnego życia, z których jedna najlepiej przystosowała się do środowiska młodej Ziemi, przetrwała, rozkwitła, ewoluowała i przewyższyła inne? Nie mamy wystarczających dowodów, aby faworyzować tę hipotezę nad innymi, ale jeśli będziemy przesuwać próg dalej i dalej: 4,3 miliarda lat temu, 4,4 miliarda, 4,45 miliarda … nie mamy innego wyboru, jak tylko stwierdzić, że Ziemia w pewnym sensie narodziła się „żywa”.
Być może gejzery Enceladusa, czarni palacze na księżycu Neptuna Triton, a nawet ośnieżone grzbiety Plutona zawierają te prymitywne formy życia i że to bombardowanie komet i innych obiektów z pasa Kuipera przyniosło nam te prymitywne formy życia. Najlepsze w tej teorii jest to, że możemy ją przetestować, jeśli zdecydujemy się wysłać misję na te światy.
ILYA KHEL
