Tajna arhejske vode na planeti: Kako je drevni okean oblikovao život na Zemlji?

Foto: Pixabay

Nauka malo zna o uslovima koji su vladali u okeanima u periodu kada se život prvi put pojavio, ali nova istraživanja objavljena u časopisu Nature Geoscience nam daju novi uvid kako su geološki procesi određivali koji će nutrienti biti dostupni kako bi se život održao i napredovao, piše SciTech Daily.

Koje nutriente su koristili prvi oblici života?

Sav živi svet upotrebljava određene mikroelemente poput cinka i bakra za stvaranje proteina. Najstariji oblici života koji su nastali u arhejskom eonu, tri i po milijarde godina pre dinosaurusa, su preferirali metale poput molibdena i mangana. Smatra se da je to i odraz dostupnosti pojedinih metala u praokeanu.

Preporučujemo

Nalazi ispitivanja o drevnoj vodi

Istraživači sa Univerziteta Kejptaun (UCT) i Univerziteta Oksford su laboratorijski rekreirali vodu praokeana. Otkrili su da grinalit, mineral čest u arhejskim stenama, koji se brzo i lako formira vezujući za sebe cink, bakar i vanadijum. Kako su se stvarale nakupine ovog minerala more je ostajalo bez ovih elemenata, ali je zato bilo bogato u drugim metalima poput mangana, molibdena i kadmijuma. Zanimljivo je da se naučne pretpostavke o najdostupnijim metalima prisutnim u arhejskom moru poklapaju sa onima koje su najstariji oblici života odabirali za svoj opstanak.

Glavni istraživač dr Rozali Tostevin kaže da je ceo tim bio ushićen kada su se njihove teorije poklopile sa onima koje su dali biolozi koji pak koriste potpuno drugačiji pristup i metode u odnosu na geologe.

Naučna zajednica se generalno slaže da je voda arhejskog okeana bila potpuno drugačija od ove kakvu mi danas poznajemo. Sadržala je više rastvorenog gvožđa i silikata i bila je bez ili sa vrlo malo kiseonika. Međutim, malo je slaganja kada su u pitanju drugi aspekti hemijskog sastava praokeana, poput koncentracije gradivnih materija. Tostevin kaže: „Ne možemo se vratiti u prošlost i uzeti uzorak arhejske vode i analizirati je tako da je rekonstrukcija njenog sastava pravi izazov. Jedan od načina je da se sagleda sastav sedimentnih stena mada problem može predstavljati to što je ponekad njihov hemijski sastav izmenjen tokom vremena. Zato smo pokušali da rekreiramo vodu praokeana u kontrolisanim laboratorijskim uslovima.“

Ispitivanje nakupina grinalita

Tostevin i kolege su rekreirali arhejsku vodu unutar posebne komore bez kiseonika i posmatrali su formiranje grinalita unutar nje koje je bilo praćeno velikim promenama u koncentracijama metala. Upotrebom spektroskopskih metoda i Diamond Light Source sinhotrona (nacionalni sinhrotron Ujedinjenog Kraljevstva; akcelerator čestica sličan ciklotronu) su dokazali da metali ulaze u formiranje minerala, dok pojedini metali uopšte nisu zahvaćeni ovim procesom i da ostaju u vodi u visokim koncentracijama.

Tolstevin kaže da znamo za važnost grinalita na mladoj Zemlji jer ga nalazimo u starim železno-rudnim stenama u Južnoj Africi i sličnim stenama u Australiji. Smatramo da je on zapravo jedan od najbitnijih minerala arhejskog eona. Ono što tačno ne znamo je kako se grinalit stvarao u prirodi. Jedna varijanta je da se formirao u dubokoj vodi kraj hidrotermalnih otvora, ali isto je tako moguće da se proces odigravao i u plitkim vodama kad god bi postojala promena kiselosti vode.

Zatim je sproveden eksperiment za oba slučaja. U oba se formirao grinalit, ali bez obzira na to kako bi se formirao, podjednako je vezivao metale iz vode za sebe.

Dalje pitanje koje je mučilo istraživače je da li bi metali bili kasnije otpušteni u prirodu? Eksperimenti koji su sprovedeni kako bi se došlo do odgovora su podrazumevali zagrevanje kako bi oponašali uslove u prirodi koji odgovaraju kristalizaciji. Odgovor na ovo pitanje je da su metali ostali zarobljeni sa mineralima što ukazuje na permanentan proces za metale koji je na najdubljem nivou uticao na drevnu vodu arhejskog okeana.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)