คำถามที่ว่าชีวิตที่เริ่มต้นบนโลกเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งต่อนักวิทยาศาสตร์เสมอ แต่ก็สำคัญไม่แพ้กันว่าชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไรเมื่อมันโผล่ออกมา นอกเหนือจากการแยกแยะว่าองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตมารวมตัวกันเพื่อก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตแรก (กระบวนการที่เรียกว่า abiogenesis) นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามที่จะตรวจสอบเมื่อสิ่งมีชีวิตแรกที่ปรากฏบนโลก
ในการศึกษาใหม่โดยทีมนักวิจัยชาวแคนาดาคำถามที่ว่าเมื่อใดที่ชีวิตเกิดขึ้นบนโลกถูก จำกัด ด้วยสองวิธี โดยการรวมหลักฐานทางฟิสิกส์และธรณีฟิสิกส์กับชีววัตถุในตัวอย่างทางธรณีวิทยาพวกเขาประเมินว่าชีวิตเกิดขึ้นประมาณ 200 ถึง 800 ล้านปีหลังจากโลกกลายเป็นที่อยู่อาศัย (ประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อน) การศึกษาครั้งนี้อาจมีนัยยะสำคัญต่อความเข้าใจชีวิตของเราและใช้เวลานานเท่าใดในการเกิดดาวเคราะห์คล้ายโลก
การศึกษาที่อธิบายการค้นพบของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารเมื่อเร็ว ๆ นี้Astrobiology ภายใต้ชื่อ“ การ จำกัด ช่วงเวลาสำหรับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก” การศึกษานำโดยนักศึกษาปริญญาเอก Ben K. D. Pearce และรวมถึงเพื่อนร่วมงานของเขาหลายคนจากสถาบัน Origins และภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย McMaster ในเมือง Hamilton รัฐออนแทรีโอ
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขา Pearce และเพื่อนร่วมงานของเขาพยายามที่จะสร้างกรอบเวลาเมื่อชีวิตเกิดขึ้นบนโลก ดังที่ระบุไว้พวกเขาพิจารณาหลักฐานทางฟิสิกส์และธรณีฟิสิกส์ในมือข้างหนึ่งและชีวประวัติในตัวอย่างทางธรณีวิทยาอีกด้านหนึ่งเพื่อสร้างขอบเขตสำหรับทั้งสอง ตามที่ Pearce อธิบายให้นิตยสารอวกาศทางอีเมล:
“ มีสองขอบเขตที่แบ่งเขตเวลาสำหรับแหล่งกำเนิดของชีวิตและเพื่อ จำกัด ขอบเขตแต่ละเขตต้องใช้หลักฐานประเภทต่างๆ ขอบเขตความสามารถในการอยู่อาศัยถูก จำกัด โดยหลักฐานทางดาราศาสตร์และธรณีฟิสิกส์เช่นระยะเวลาของผลกระทบที่ก่อตัวขึ้นบนดวงจันทร์และการระบายความร้อนของเสื้อคลุมแมกมาของโลก ขอบเขตทางชีวภาพนั้นถูก จำกัด ด้วยชีวประวัติต่าง ๆ เช่นไมโครฟอสซิล, สโตรมาโตไลต์และลายเซ็นคาร์บอน -13”
จากหลักฐานทางฟิสิกส์และธรณีฟิสิกส์ทีมสามารถวางขอบเขตการอยู่อาศัยของโลกได้ระหว่าง 4.5 ถึง 3.9 พันล้านปีก่อน พวกเขาสามารถ จำกัด ขอบเขตทางชีวภาพอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นโดยวางไว้ที่ประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อนโดยมีการปรากฏตัวของ stomatolites และลายเซ็นคาร์บอนเบาในกราไฟต์กลมของแหล่งตะกอน
ความแตกต่างระหว่างสองขอบเขตนี้ทำให้เรามีความคิดว่าจะใช้เวลานานแค่ไหนในการสร้างชีวิตในวัยเด็ก “ หลักฐานแสดงให้เห็นว่ามันต้องใช้เวลาชีวิต 200-800 ล้านปีในการปรากฎตัวบนโลกซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ค่อนข้างสั้นเมื่อพิจารณาว่าดาวเคราะห์มีสภาพอยู่อาศัยได้ 4.5–3.9 พันล้านปีแล้ว เพียร์ซ
ในขณะที่การศึกษาครั้งนี้มีนัยสำคัญสำหรับการศึกษาชีวิตบนโลกนี้ แต่ก็ยังไม่สามารถใช้ได้กับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ในขณะที่การประเมินว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนสำหรับชีวิตที่จะปรากฎบนดาวเคราะห์อย่างเราเองอาจเป็นประโยชน์เมื่อทำการตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีลักษณะคล้ายโลก แต่ความรู้ของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์และระบบสุริยะนั้น จำกัด ตามที่ Pearce ระบุ:
“ น่าเสียดายที่เราไม่สามารถใช้การศึกษาช่วงเวลาสำหรับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกเป็นแนวทางในการค้นหาชีวิตบนดาวเคราะห์นอกระบบเนื่องจากเรามีขนาดตัวอย่างเป็น n = 1 เราไม่มีความคิดว่าชีวิตจะเกิดขึ้นบนโลกได้นานกว่าโลกที่อยู่อาศัยได้โดยทั่วไปหรือสั้นกว่าหรือว่าชีวิตเกิดขึ้นที่ใดก็ได้นอกจากโลก”
อย่างไรก็ตามตามที่ Pearce ได้เพิ่มความคิดเห็นนี้มีประโยชน์มากในแง่ของการทำความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก “ ตัวอย่างเช่น 200 ล้านปีอาจเป็นเวลาที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อสำรวจพื้นที่ลำดับของไบโอพอลิเมอร์ชีวภาพขนาดใหญ่ที่สุ่มและไม่สมบูรณ์ หลังจาก 'ระยะเวลาการค้นหาและรอคอย' ที่ยาวนานขนาดนี้ผู้เลียนแบบกลุ่มเล็ก ๆ ที่มีความมั่นคงอาจได้รับการก่อตั้งขึ้นในโลกยุคแรก”
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเครื่องมือรุ่นต่อไปจะช่วยให้สามารถจำแนกลักษณะของดาวเคราะห์นอกระบบได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน จากการวิจัยเพิ่มเติมประมาณการทางวิทยาศาสตร์ว่าเมื่อใดจะมีสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์นอกระบบคล้ายโลกหลายชนิด จนกว่าจะถึงตอนนั้นเรารู้สึกสบายใจที่ได้รู้ว่าเราเข้าใกล้เพื่อกำหนดว่าชีวิตจะเกิดขึ้นบนโลกได้อย่างไรและเมื่อไหร่
