Tiesioginis 3,5 mlrd. metų senumo organinės anglies datavimas

Plona tamsi, anglies turtinga plėvelė, įstrigusi senoviniame silikate, atveria retą langą į Žemės gilų praeitį. Singhbhum kratoną dengiančiuose erozuotose atodangose tyrėjai tiesiogiai datavo organinę medžiagą, kuri, kaip manoma, yra maždaug prieš 3,5 mlrd. metų gyvavusios mikrobų bendruomenės liekanos.

Tokia viena sakinio formuluotė slepia dešimtmečius trunkančią diskusiją. Daugelį metų mokslininkai ginčijosi, ar blankios tekstūros ir ploni anglies sluoksniai seniausiuose uolienose yra biologinės fosilijos ar nebiologinės chemijos rezultatas. Daugelis teiginių rėmėsi aplinkinių uolienų amžiumi, o ne pačios anglies datavimu. Toks skirtumas paliko vietos abejonei.

Kaip komanda uždarė spragą

Geologo Trisrota Chaudhari iš Indijos geologinės tarnybos vadovaujama grupė nukreipė dėmesį į siaurą, bet lemiamą klausimą: ar anglį, kuri atrodo kaip fosilizavusių mikrobų kilimų liekanos, galima datuoti tiesiogiai ir taip neabejotinai susieti su gyvybe tam tikru laiku? Jų tyrimas, paskelbtas Nacionalinės mokslų akademijos darbų leidinyje, tiksliai parodo: cherte išsaugoti organiniai sluoksniai rodo maždaug 3,5 mlrd. metų amžių.

Chertas yra smulkaus grūdėtumo, siliciu turtingas nuosėdinis akmuo, galintis greitai užkonservuoti trapius struktūrinius elementus. Kai mikrobų bendruomenės formuoja kilimus jūros dugnuose ar sekliose vandenyse, jų organinės liekanos gali būti įstrigtos ir užantspauduotos dėl silicio nusodinimo. Tinkamomis sąlygomis šios anglies plėvelės išgyvena vėlesnę deformaciją ir įkaitinimą ir lieka tinkamos izotopinei analizei.

Chaudhari teigė, kad rasti gerai išsaugotą organinę medžiagą ir datuojamus mineralus toje pačioje uoloje ankstyvosios Žemės tyrimuose yra itin reta. Kai abu elementai yra kartu, pagrindinės uolienos amžių ir gyvybės įrodymus galima susieti tiesiogiai, kas sustiprina izotopais grindžiamus argumentus už senovinę biologinę kilmę.

Skirtis yra svarbi. Kitose vietovėse buvo pateikti gyvybės pėdsakai, kuriems priskiriamas 3,7 iki 3,8 mlrd. metų amžius, tačiau diskusijos tęsiasi, nes tyrėjai daugiausia datavo anglies supančius sluoksnius, o ne pačią anglį. Tiesioginis datavimas pririša biosignatūrą prie konkretaus laiko tarpo ir sumažina alternatyvių, abiologinių paaiškinimų galimybes.

Pasekmės siekia toliau nei vienas kratonas. Jei mikrobų bendruomenės jau buvo įsitvirtinusios prieš 3,5 mlrd. metų, tai reiškia, kad gyvybė atsirado ir atrado stabilias ekologines nišas labai anksti Žemės istorijoje, netrukus po to, kai planeta atvėso pakankamai, kad susiformuotų vandenynai. Toks laiko tarpas veikia modelius apie tai, kaip greitai gali kilti gyvybė, kaip ji atspari planetos masto pokyčiams ir kur ieškoti gyvybės kitose pasaulėse.

Laboratoriniai šio tyrimo darbai derino kruopščią petrografiją su izotopiniais matavimais anglies turtingose plėvelėse. Tyrėjai taip pat išnagrinėjo geochemines reakcijas, kurios gali išsaugoti organinę medžiagą siliciu turtingose nuosėdose, ir palygino izotopinius parašus, kad atskirtų biologinę anglies kilmę nuo neorganinių šaltinių, pavyzdžiui, hidroterminio indėlio.

Ne visi mokslininkai rytoj nustos ginčytis. Išskirtiniai teiginiai vis dar reikalauja kelių nepriklausomų patvirtinimų. Tačiau šis rezultatas sutvirtina įrodymų grandinę ir pasvėrė pusiausvyrą link biologinės kilmės bent kai kurioms seniausioms anglies turinčioms uolienoms Žemėje.

Paskelbtas aukštos citavimo vertės žurnale, šis tyrimas yra daugiau nei vienas papildomas datavimas skaičiuoklėje. Jis demonstruoja metodą: tiesiogiai datuoti organiką, kai leidžia išsaugojimo pobūdis ir mineralinis kontekstas. Toks požiūris suteikia paleobiologams ir geocheminiams aiškesnį metodą tirti ankstyviausias gyvybės istorijos dalis.