Ginčas dėl pasaulio amžiaus: ar tikrai gyvybė žemėje atsirado prieš 4 milijardus metų?

Nauji tyrimai verčia abejoti seniausiais gyvybės pėdsakais Žemėje

Klausimas, kada Žemėje atsirado gyvybė, lydi žmoniją nuo seniausių laikų. „Tai vienas iš pamatinių žmogaus klausimų — kada Žemėje atsirado gyvybė?“ – sako profesorius Martinas Whitehouse’as iš Švedijos gamtos istorijos muziejaus.

2017 m. įspūdinga žinia apie galimai biologinės kilmės anglį Kanados Labradoro regione sukėlė tiek entuziazmą, tiek skepticizmą. Ji buvo datuota 3,95 milijardų metų, o tai reikštų seniausius žinomus gyvybės pėdsakus mūsų planetoje [1].

Tačiau M. Whitehouse’as buvo tarp skeptikų. Šiemet, Goldschmidto konferencijoje Prahoje, jis pateikė naujus duomenis, leidžiančius manyti, kad ši anglis tėra 2,7–2,8 milijardų metų senumo — t. y. jaunesnė už kitus, anksčiau žinomus gyvybės įrodymus.

Labradoro grafitas iš tiesų gali būti daug jaunesnis, nei manyta anksčiau

Analizuojama anglis randama metamorfinėse uolienose, kurios prieš milijardus metų buvo jūros dugne susidaręs dumblas. Manoma, kad tame dumble gyveno mikroorganizmai, vėliau palaidoti gilesniuose sluoksniuose, o jų liekanos ilgainiui virtusios grafitu. „Tai labai mažyčiai grafito gabalėliai“, paaiškina M. Whitehouse’as.

Anglis pasižymi biologiniu anglies izotopų parašu — ji turi daugiau lengvesnio C-12 izotopo, kurį gyvybė linkusi „rinktis“. Tačiau pagrindinis ginčas kilo ne dėl to, ar anglis biologiška, o dėl to, kokio ji iš tiesų amžiaus.

Uolienos, kuriose aptikta ši anglis, yra vienos seniausių Žemėje. Jos per milijardus metų buvo kaitintos, gniuždytos, išlydytos ir suspaustos daugybę kartų. Būtent tai apsunkina jų tikslų datavimą. Anglis randama uolienoje, kuriai trūksta tiesioginių datavimo galimybių — nėra nei fosilijų, nei vulkaninio pelenų sluoksnio.

Naujos analizės atmeta seną 3,95 mlrd. metų datą kaip nepagrįstą

Ankstesni mokslininkų bandymai datuoti uolienas rėmėsi „kertančiais“ uolienų sluoksniais — kai vienas sluoksnis kerta kitą, galima manyti, kad jis yra jaunesnis. Tačiau šiuo atveju tokių ryšių nepavyko patikimai nustatyti.

Profesorius Komiya ir jo komanda naudojo analogiškas uolienas kitose vietose ir darė išvadas apie visą regioną, bet Whitehouse’as šias prielaidas atmeta. Datuojant mineralus zirkonus, Komiya gavo 3,95 mlrd. metų amžių, tačiau paklaida siekė ±60 mln. metų.

M. Whitehouse’as ir kiti mokslininkai, atlikę išsamesnius tyrimus su tikslesniais metodais, gavo 3,87 mlrd. metų datą su vos ±6 mln. metų paklaida. Be to, jų analizė parodė, kad daug zirkonų branduoliai yra senesni, bet išoriniai jų sluoksniai — tik 2,7 mlrd. metų. Būtent šie sluoksniai susidarė, kai uoliena buvo skystoje būsenoje: tai reiškia, kad anglis ten atsirado vėliau nei manyta.

Anglis, reikalinga gyviems organizmams, atsirado tarp 2,7 ir 2,8 mlrd. metų

Naujas įrodymų rinkinys, vadinamieji „zombių zirkonai“, leido dar tiksliau apriboti anglies atsiradimo laiką. Šie zirkonai, susiformavę igneusinėse uolienose prieš 2,8 mlrd. metų, vėliau buvo išplauti, nugabenti į jūrą ir ten nusėdo kartu su dumblu [2].

Tai reiškia, kad uoliena su anglimi negalėjo būti senesnė nei 2,8 mlrd. metų. „Negali nusodinti zirkono, kuris dar neegzistuoja“, – aiškina profesorius Jonathanas O’Neilas, mokslininkas geologas, dirbantis Otavos universitete.

M. Whitehouse’o komanda taip pat išmatavo hafnio izotopų santykį šiuose zirkonuose. Jei 2,8 mlrd. metų būtų „atnaujinta“ data, šis izotopų santykis prieštarautų ankstyvosios Žemės sudėčiai. Tačiau matavimai rodo, kad tai reali formavimosi data.

Tai reikštų, kad anglis, laikyta seniausiu gyvybės įrodymu, tėra 2,7–2,8 milijardų metų senumo — daug jaunesnė nei 3,95 mlrd. metų.

Seniausios gyvybės žymės dabar laikomos rastos Grenlandijoje arba prie Hadsono įlankos

Atmetus Labradoro versiją, seniausiais įrodymais vėl laikomas Grenlandijos Isua uolienų masyvas — datuojamas 3,77 mlrd. metų. M. Whitehouse’as šiuos duomenis vertina kaip patikimiausius.

J. O’Neilas tuo tarpu nurodo į Nuvvuagittuq žaliųjų uolienų juostą Kanadoje, kuri, jo vertinimu, yra net 4,3 mlrd. metų senumo – ir ten esanti anglis taip pat gali būti biologinės kilmės. Ne visi su tuo sutinka, tačiau tai rodo, kad paieškos tęsiasi.

Svarbiausia tai, kad net jei gyvybės atsiradimas siekia 3,8, 3,9 ar net 4,3 milijardų metų, tai įvyko labai anksti Žemės istorijoje — dar iki deguonies atmosferos, kontinentų iškilimo ar plokščių tektonikos. Tai rodo, kad vos tik atsirado sąlygos, gyvybė nelaukė.

„Manęs tai nestebina“, – sako J. O’Neilas. „Jei tinkamos sąlygos Žemėje buvo prieš 4,3 mlrd. metų, kodėl gi biologija turėtų laukti dar pusę milijardo metų, kad prasidėtų?“