Pronađeni su vjerojatno životni tragovi od 3,95 milijardi godina • Elena Naimark • Znanstvena vijest o "Elementama" • Podrijetlo života, Geologija

Vjerojatni tragovi života nalaze se u dobi od 3,95 milijardi godina

Sl. 1. Depoziti na sjeveru Labradora u Kanadi (Seglek granitoid blok), u kojem je jedan od najstarijih ostataka kontinentalnih stijena & mdsh; dobi od 3,95 milijardi godina. – pelitni naslage, b – kvarcitni konglomerati, c – karbonatne stijene s uključivanjem silikatnih škriljeva, d – silikatne liste. Organske molekule i grafiti su izvučeni iz svih tih stijena i ispitivana njihova svojstva. Fotografije iz članka u raspravipriroda

Japanski geolozi nastavili su proučavati najstarije ostatke kontinentalne kore, određujući njihovu dob kao 3,95 milijardi godina. Od tih uzoraka izvađene su organske molekule i grafitne žitarice, za koje je izmjeren omjer svjetlosti i teških ugljikovih izotopa. U svim slučajevima, svjetlosni izotopi u organskom tijelu i grafitu pokazali su se znatno veći nego u pridruženim karbonatnim mineralima. Autori djela smatraju da je to dokaz biološke frakcionacije ugljikovih izotopa i stoga je moguće potvrditi postojanje života na kontinentima ranog arheana najdubljeg antike. Usklađivanje grafita s ograđivanjem stijena dokazuje se podudarnosti kristalizacijskih temperatura grafitova i temperatura stvaranja karakterističnih skupova minerala, kao i specifičnosti pojave slojeva s grafitima.Autori smatraju da je kemijska frakcionacija malo vjerojatna, jer nema kemijskih reakcija potrebnih za to.

Pretraživanje najstarijih tragova života u modernoj znanosti smatra se najvišim prioritetom. Očigledno je povezana s misterijem porijekla života na planeti. Ovdje je važno ne samo istaknuti vjerodostojne hipoteze, već pronaći stvarne materijale dostojne pažnje i koliko dobro treba razraditi. Do sada su najzaslužnija najstarija sedimentna stijena na Grenlandu i na sjeveru Kanade, čija se dob određuje različitim metodama s relativnim povjerenjem kao 3,7-3,95 milijardi godina (vidi T. Komyia i sur., 2015. Geologija Eoarchean,> 3.95 Ga, Nulliak Supracrustal Rocks na Northern Geological Squadu, Sjeverni Labrador, Kanada: Najstariji geološki dokazi za pločastu tektoniku).

U ovim drevnim sedimentnim slojevima u različitim vremenima nalazimo tragove prisutnosti života. Formacija Isua (sjeverni Grenland, staro 3,8 milijardi godina) izazvao je sumnju na biološku frakcionaciju ugljikovih izotopa, koji je pronađen prilikom analize grafitnih zrna. Tragovi frakcioniranja izotopa ugljika u grafitima također su pronađeni u formacijskim slojevima u dobi od 3,85 milijardi godina na otoku Akilia (Akilia, južni Grenland), koji je interpretiran kao manifestacija života.Drugi pokušaj da se utvrdi prisutnost života na grenlandskim stijenama starim 3,75 milijardi godina na temelju ugljikovog izotopskog sastava povezana je s proučavanjem grafitova Nuvvuagittuk Formacije (Nuvvuagittuq, usput, sadrži najstariji ostatke kontinenata od 4,28 milijardi godina) ,

U svakom od ovih slučajeva, sinkronizam grafita s stijenama domaćina bio je nekako izazvan. Svi grafiti prepoznaju se kao kasniji dodatak slojeva, kao i rezultat nametanja naknadnih tektonskih događaja (vidi, na primjer, CM Fedo, MJ Wighthouse, 2002. Metrozomatsko podrijetlo kvarc-piroksin rock, Akilia, Grenland i implikacije za najraniji život Zemlje) , U vezi s tim, skepticizam je sasvim razumljiv, što prati svaku novu poruku o "najstarijim tragovima života".

Nedavni izvještaj o otkriću stromatolita sličnih formacija u formaciji Isua neznatno je smanjio stupanj skepticizma (vidi Stromatolite pronađene na 3,7 milijardi godina – najstariji tragovi života na Zemlji, Elementi, 5. rujna 2016.). Morfologija tih slojevitih struktura je u skladu s karakterističnim znakovima stromatolitičkih rastova, tako da je potpuno demonstracijska. Međutim, u poruci nisu zabilježene fosilne stanice ili ekstracelularne formacije ili znakovi frakcioniranja ugljikovih izotopa.Vjerojatno zato što nisu otkriveni (ako bi to bilo drugačije, pisali bi o tome na prvoj stranici). I ni grafitnih zrna.

časopis priroda pruža priliku upoznati se s novim pokušajem dokazivanja prisutnosti života u najstarijim sedimentnim stijenama. Poduzeli su ih geolozi iz Japana (sa sveučilišta Tokio, Sveučilišta Tohoku i Sveučilišta Kiyoku u Osaki). Njihov je rad povezan s najstarijim sedimentnim stijenama Labradora (blokovi meta sedimentnih inkluzija u mlađim metamorfnim blokovima). Dakle, prije nego što su otkrili da postoje najstariji (3,95 milijardi godina) tragovi kretanja kontinenata (vidi već spomenuti članak T. Komiya i sur., 2015).

Izvrsne stvari! Vrijedi ga gledati na znakove života. Na raspolaganju su znanstvenici bili uzorci s pet lokacija, koji potječu od 3,8-3,95 milijardi godina. Tri od pet mjesta sastoje se od sedimentnih stijena pelitičke (uključujući glinu) izgled, u drugim kvarcitnim konglomeratima, a potonji – silicijevske inkluzije u karbonatnim slojevima domaćina.

U takvim slučajevima nisu vidljivi samo obični minerali – pirotipi, granat, kvarc, biotit – nego i crni grafitni oblici raznih oblika u tankim tankim dijelovima napravljenim za stijene svakog od pet proučenih mjesta, kao i crne grafitne zrnce različitih oblika (Slika 2).Te grafitne formacije bile su povezane s drugim mineralnim česticama: bile su prisutne u obliku inkluzija (na primjer, u kvarcu ili granaturi) ili su čvrsto vezane na mineralne čestice. Grafit u pravilu može biti biogenih i kemogenih podrijetla. U prvom slučaju trebao bi imati puno lakši izotopski sastav u usporedbi s ostalim mineralima koji sadržavaju karbonat. Upravo to istraživači provjeravaju. Također su zainteresirani za izotopni sastav organskih molekula raspršenih u ovim stijenama.

Sl. 2. Opći pogled na tankim presjekima iz dva različita područja pojasa najstarijih sedimentnih stijena Labradora. Različiti minerali označeni su u tankim sekcijama: puferit (Po), granat (Grt), kvarc (Qtz), biotit (Bt), grafit (grafit). Grafit izgleda poput crnih uključaka različitih oblika. Slika iz članka u raspravi priroda

Slika 3 prikazuje mjerenja izotopnog sastava organskog ugljika u stijenama. Razlika u mjerenjima pokazala se drugačijima, a maksimum za uzorke pelitnih slojeva. Važno je da izotopni omjeri u svim slučajevima pokazuju jasno povećani udio svjetlosnog izotopa 12C u organskim spojevima u usporedbi s anorganskim ugljikom karbonatnih materijala.Dakle, sasvim je moguće i biološko podrijetlo tih organskih molekula.

Sl. 3. Distribucija izotopnog sastava organskog ugljika u različitim sedimentnim oblicima: karbonatne stijene (plava), silicijevi čvorovi (siva), pelitni sedimenti (slojeviti minerali, smeđ) i kvarcitnim konglomeratima (crveno). Za izvođenje mjerenja, organski ugljik je ekstrahiran iz uzoraka s relativno visokim sadržajem grafita, a grafitne žitarice su proučavane odvojeno. Dobivene razdiobe uspoređuju se s izotopnim sastavom organskog ugljika iz Isua formiranja. također na dnu ploče Prikazana je teorijska amplituda izotopne promjene u različitim metaboličkim procesima. Slika iz raspravljanog članka u priroda

Ali sada se dobivene distribucije treba usporediti s podacima o grafitnim zrnima: na koji dio raspodjele padaju?

Sl. 4. Grafitne žitarice iz različitih sedimentnih formacija. Slika iz raspravljanog članka u priroda

Za uzorke pelitnih stijena, izotopni sastav grafita i organskih molekula pokazao se manje-više sličnim.No, u kvarcitnim konglomeratima, ti su se pokazatelji znatno razlikovali: kod grafitova su bile značajno niže vrijednosti. Brojke su kako slijedi: u konglomeratima -10,3 za organski ugljik i od -26,1 do -33,6 za grafitne žitarice; u pelitnim mineralima, -28,2 ‰ za organske molekule i od -19,3 do -30,8 za grafitne žitarice. Ponovno, postoji razlog za sumnju na djelovanje "žive snage" ovdje.

Sada, nakon dobivanja potvrde da obje organske molekule i, posebno, grafiti imaju lagani izotopni sastav ugljika, potrebno je potvrditi sinkronicitet organskih materijala i grafit s ograđivanjem stijena. Osim toga, bilo bi dobro procijeniti starost samih grafita.

Zbog toga su autori djela koristili dobro poznate tehnike, budući da su uzorci bili prikladni za ovo. Prvo smo razmotrili temperature na kojima nastaju skup minerala, koje su odredili na stijenama (osobito, relativni kemijski sastav granata i biotita služi kao dobar geotermometar). Prosječna procjena kretala se od 585 do 800 ° C za različite slojeve (slika 5). Utvrđena je i kristalizacija temperature grafita u odgovarajućim uzorcima: dala je raspon srednjih vrijednosti od 563-650 ° C

Sl. 5. Temperatura modela izračunata mineralima stijena domaćina (ružičaste pruge) i procjene temperature grafitnih žitarica u pelitnim stijenama (postoje podaci za druga mjesta, one su manje konzistentne jedna s drugom). strijela se koriste u slučajevima gdje nije moguće dobiti gornju granicu temperaturnog raspona – onda je prosječna vrijednost za grafit 650 ° C. Slika iz raspravljanog članka u priroda

Dakle, temperatura stvaranja karakterističnih minerala i kristalizacija grafita približno je slična za četiri od pet lokacija. Stoga moraju biti sinkroni.

Starost grafita ne može se izravno odrediti. Autori djela, oslanjajući se na karakteristike pojave stijena, dolaze do zaključka da se kasno uvođenje organskog materijala može isključiti. Također smatraju da nije vjerojatno da se frakcioniranje ugljikovih izotopa dogodilo kao rezultat kemijskih reakcija, jer nisu otkrili nikakve znakove mogućih supstrata i produkata takvih reakcija.

Rezultati ovog rada ne čine nam puno drago što utvrdimo dokaze o ranijem životu, već još jednom razmišljamo o tim metodama i logičkim konstrukcijama koje možemo (možemo?) Koristiti.Zašto na tim mjestima gdje postoje morfološki znakovi bakterijskog života, nema znakova laganih ugljikovih izotopa, i obratno, gdje je lagani ugljik, nema morfoloških struktura koje ukazuju na stanični život? Zašto autori uspoređuju svoje podatke s pokazateljima ugljika u Isu, iako postoji određeni skepticizam glede njihove geneze? I zašto su podaci o raspodjeli ugljikovih izotopa u blok Seglek pokazali tako slični Isu, ponavljajući čak i dva vrha umjesto jednog u ovoj distribuciji? Znači li to da je kritika geologa hipoteza o porijeklu grafita Isua 100% opravdana? Ili su opravdanje nedovoljno pouzdane za blok Seglek? Autori ovog rada ne raspravljaju o svim tim pitanjima, tako da ih čitatelji moraju sami mučiti, koristeći svoje znanje i vlastita uvjerenja.

Međutim, u svakom slučaju, važno je da postoji činjenični materijal s sumnjivim "biološkim potpisom" čija se autentičnost ozbiljno raspravlja.

izvor: Takayuki Tashiro, Akizumi Ishida, Masako Hori, Motoko Igisu, Mizuho Koike, Pauline Méjean, Naoto Takahata, Yuji Sano, Tsuyoshi Komiya. Rani trag života s 3,95 Ga sedimentnih stijena u Labradoru, Kanada // priroda, 2017. DOI: 10.1038 / nature24019.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: