ประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อนบรรยากาศของโลกมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่รู้จักกันในชื่อ“ เหตุการณ์การเกิดออกซิเดชันครั้งใหญ่” ตอนนี้นักวิจัยจากศูนย์โหราศาสตร์นิวยอร์กที่ Rensselaer Polytechnic Institute กำลังใช้แร่ธาตุที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่เพื่อช่วยให้เข้าใจสิ่งที่อาจเกิดขึ้นได้ประมาณห้าล้านปีหลังจากโลกเกิดขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีว่าบรรยากาศของโลกยุคแรกนั้นมีมีเธนที่เป็นพิษ, คาร์บอนมอนอกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์และแอมโมเนีย การผสมที่ลดลงอย่างมากนี้ส่งผลให้มีออกซิเจนในปริมาณที่ จำกัด และได้นำไปสู่ทฤษฎีที่หลากหลายเกี่ยวกับการเริ่มต้นของชีวิตในสภาพแวดล้อมที่เป็นศัตรู อย่างไรก็ตามโดยการดูแร่ธาตุโบราณอย่างใกล้ชิดสำหรับระดับการเกิดออกซิเดชันนักวิทยาศาสตร์ที่ Rensselaer ได้พิสูจน์ว่าบรรยากาศในโลกยุคแรกนั้นไม่ได้เป็นเช่นนั้นเลย… แต่มีน้ำคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์จำนวนมาก
“ ตอนนี้เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนกำลังศึกษาต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเพียงแค่เลือกบรรยากาศที่ไม่ถูกต้อง” Bruce Watson ศาสตราจารย์สถาบันวิทยาศาสตร์แห่ง Rensselaer กล่าว
พวกเขาจะมั่นใจได้อย่างไร? การค้นพบของพวกเขาขึ้นอยู่กับทฤษฎีที่ว่าบรรยากาศของโลกก่อตัวเป็นภูเขาไฟ ทุกครั้งที่แมกมาไหลลงสู่ผิวน้ำมันจะปล่อยก๊าซออกมา หากมันไม่ได้มาถึงด้านบนมันจะตอบโต้กับหินที่ล้อมรอบซึ่งมันเย็นตัวลงและกลายเป็นหินที่สะสมอยู่ในตัวของมันเอง เงินฝากเหล่านี้ - และการสร้างองค์ประกอบ - ช่วยให้วิทยาศาสตร์ในการวาดภาพเหมือนของสภาพที่ถูกต้องในเวลาที่การก่อตัวของพวกเขา
“ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่จะแย้งว่าการปล่อยก๊าซออกมาจากหินหนืดนี้เป็นปัจจัยหลักในบรรยากาศ” วัตสันกล่าว “ เพื่อให้เข้าใจถึงธรรมชาติของบรรยากาศ ‘ในตอนแรกเราจำเป็นต้องพิจารณาว่าสปีชี่ส์ก๊าซชนิดใดที่อยู่ในแมกมาส่งบรรยากาศ”
หนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของแมกมาทั้งหมดคือเพทายซึ่งเป็นแร่ธาตุที่เกือบแก่เท่ากับโลก ด้วยการพิจารณาระดับการเกิดออกซิเดชั่นของแมกมาม่าที่ก่อตัวเป็น zircons โบราณเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์สามารถสรุปได้ว่ามีการปล่อยออกซิเจนออกสู่บรรยากาศมากน้อยเพียงใด
“ ด้วยการพิจารณาสถานะออกซิเดชันของแมกมาสที่สร้างเพทายเราสามารถกำหนดประเภทของก๊าซที่จะเข้าสู่บรรยากาศในที่สุด” นักวิจัยนำการศึกษาดัสตินเทรลนักวิจัยหลังปริญญาเอกในศูนย์ดาราศาสตร์
เพื่อให้การทำงานของพวกเขาเกิดขึ้นทีมงานได้ทำการปรุงแมกมาในห้องปฏิบัติการซึ่งนำไปสู่การสร้างมาตรวัดออกซิเดชันเพื่อช่วยในการเปรียบเทียบชิ้นงานเทียมกับเซอร์โคเนียมธรรมชาติ การศึกษาของพวกเขายังรวมถึงการจับตามองหาโลหะโลกที่หายากที่เรียกว่าซีเรียมซึ่งมีอยู่ในสถานะออกซิเดชันสองสถานะ ด้วยการเปิดเผยซีเรียมในเพทายทีมสามารถมั่นใจได้ว่าบรรยากาศถูกออกซิไดซ์มากขึ้นหลังจากการสร้าง การค้นพบใหม่เหล่านี้ชี้ไปที่สภาวะบรรยากาศเหมือนในยุคปัจจุบันของเรา ... ตั้งเวทีสำหรับจุดเริ่มต้นใหม่ที่จะเป็นจุดเริ่มต้นชีวิตบนโลก
“ โลกของเราเป็นเวทีที่ทุกชีวิตได้เล่น” วัตสันกล่าว “ เราไม่สามารถเริ่มพูดคุยเกี่ยวกับชีวิตบนโลกนี้จนกว่าเราจะรู้ว่าเวทีนั้นคืออะไร และเงื่อนไขของออกซิเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งเพราะสิ่งเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อประเภทของโมเลกุลอินทรีย์ที่สามารถเกิดขึ้นได้”
ในขณะที่“ ชีวิตอย่างที่เรารู้” นั้นขึ้นอยู่กับออกซิเจนเป็นอย่างสูงบรรยากาศในปัจจุบันของเราอาจไม่ใช่แบบอย่างที่ดีสำหรับการวางไข่ชีวิตดึกดำบรรพ์ เป็นไปได้ว่าบรรยากาศที่อุดมไปด้วยมีเธนอาจจะ "มีศักยภาพทางชีวภาพมากกว่าที่จะข้ามจากสารประกอบอนินทรีย์ไปเป็นกรดอะมิโนและ DNA ที่ช่วยชีวิต" ทำให้ประตูกว้างเปิดออกเพื่อสลับทฤษฎีเช่น panspermia แต่อย่าขายผลลัพธ์ของทีมโดยย่อ พวกเขายังคงเปิดเผยถึงจุดเริ่มต้นของก๊าซที่นี่บนโลกแม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้ไขปริศนาของการเกิดออกซิเดชันอันยิ่งใหญ่
แหล่งที่มาดั้งเดิม: Rensselaer Polytechnic Institute News News
