Potrebna su nam dva sastojka za početak života na planeti: suvo zemljište i (slatka) voda. Strogo, voda ne mora biti sveža, ali slatka voda se može pojaviti samo na suvom.
Samo ako su ispunjena ta dva uslova, možete pretvoriti građevne blokove života, aminokiseline i nukleinske kiseline u opipljiv život bakterija koji najavljuje početak evolucionog ciklusa.
Najstariji život na Zemlji koji je ostao u našem fragmentiranom stenskom zapisu star je 3,5 milijardi godina, a neki hemijski podaci pokazuju da može biti star čak 3,8 milijardi godina. Naučnici su pretpostavili da bi život mogao biti čak i stariji, ali nemamo evidenciju da je to slučaj.
Naša nova studija objavljena u Nature Geoscience pruža prve dokaze o slatkoj vodi i suvom kopnu na Zemlji pre 4 milijarde godina. Saznanje kada se kolevka života — voda i zemlja — prvi put pojavila na Zemlji, na kraju daje naznake o tome kako smo mi nastali.
Zamislite da ste zakoračili u vremensku mašinu i vratili se pre 4 milijarde godina. Dok se brojčanici zaustavljaju, gledate napolje i vidite ogroman okean svuda oko sebe. Ne plavo kao što znate, već braon sa gvožđem i drugim rastvorenim mineralima. Pogledate u nebo i ono je tamno narandžasto, sa smogom ugljen-dioksida i redovnim bljeskovima nadolazećih meteora. Negostoljubivi za život.
Ovako naučnici misle da je Zemlja izgledala pre 4 milijarde godina. Ali da li je?
Baš kao što napuštate svaku nadu u život, uočite je na horizontu: zemlju. Ubacite vremensku mašinu u režim putovanja, letite preko ovog prostranstva stene koja se pojavila i spuštate se.
Brzo shvatite da ste zakoračili na vulkansko ostrvo sa lavom koja izbacuje niz bokove. Ali takođe osećate kapi kiše na nosu i primetite vodu kako se skuplja u malim bazenima u podnožju vulkana. Pažljivo stegnite ruke i probajte… sveže je. Prvi dokaz da je na Zemlji postojala slatka voda, pre najmanje 4 milijarde godina.
Sveža voda i izniklo zemljište idu ruku pod ruku. Ako je sva zemlja pod vodom, onda možete imati samo slanu, okeansku vodu. To je zato što slana voda želi da uđe u kopno, što je fenomen poznat kao prodor morske vode.
Dakle, ako nađete svežu vodu, morate imati suvu zemlju — i njenu relativno veliku površinu.
Slatka voda se veoma razlikuje od morske vode. Očigledno, mogli biste reći, ali kako znate da li su jedan ili oboje bili prisutni na Zemlji ako se zapravo ne možete vratiti u vremenskoj mašini?
Odgovor je u zapisu stena i hemijskim signalima sačuvanim u toj vremenskoj kapsuli. Zemlja je stara nešto više od 4,5 milijardi godina, a najstarije stene koje su naučnici pronašli samo su nešto starije od 4 milijarde godina.
Da bismo zaista razumeli našu planetu u njenih prvih 500 miliona godina, moramo da se okrenemo kristalima koji su nekada dolazili iz starijih stena i na kraju deponovani u mlađim stenama.
Za razliku od stena, najstariji sačuvani kristali sežu čak 4,4 milijarde godina. A većina ovih super-starih kristala dolazi sa jednog mesta na Zemlji: Džek Hilsa na srednjem zapadu Zapadne Australije.
Upravo smo tu i otišli. Datirali smo preko hiljadu kristala minerala zvanog cirkon, poznatog po svojoj ekstremnoj otpornosti na vremenske uslove i promene.
To je veoma važno, jer tokom perioda od milijardi godina, mnogi kasniji procesi mogu izbrisati primarni hemijski signal kada su se kristali prvi put formirali. Većinu drugih vrsta minerala je mnogo lakše promeniti, što je proces koji bi izbrisao njihovu originalnu hemiju i ne bi nam pružio tragove o dubokoj prošlosti Zemlje.
Naš rad pokazuje da je oko 10% svih kristala koje smo analizirali bilo starije od 4 milijarde godina. To može izgledati malo, ali to je ogromna količina super-starih žitarica u poređenju sa drugim mestima širom sveta.
Da bismo otkrili da li ova zrna imaju rekord u slatkoj vodi, koristili smo sićušne snopove jona na ovim datiranim zrnima cirkona da bismo izmerili odnos težeg i lakšeg kiseonika. Smatra se da je ovaj odnos, poznat kao izotopski odnos kiseonika, skoro konstantan tokom vremena za morsku vodu, ali mnogo lakši za slatku vodu.
Upadljivo je da je mali deo kristala cirkona od pre 4 milijarde godina imao veoma lagan potpis koji je mogao da nastane samo od interakcije slatke vode i stena.
Cirkon je izuzetno otporan na promene. Da bi cirkon Džek Hilsa dobio ovaj svetlosni kiseonikov potpis, stena izmenjena slatkom vodom morala je da se otopi, a zatim ponovo očvrsne da bi naš cirkon preneo izotopski potpis lakog kiseonika.
Dakle, slatka voda je morala biti prisutna na Zemlji pre 4 milijarde godina.
Da li je život takođe počeo tako rano u istoriji Zemlje je pitanje u koje još uvek ne možemo biti sigurni. Ali smo barem pronašli dokaze za kolevku života na Zemlji pre nešto pre 4 milijarde godina – izuzetno rano u istoriji naše planete dugoj 4,5 milijardi godina.
