Питання про те, як почалося життя на Землі, завжди викликало глибокий інтерес для вчених. Але так само важливим, як виникло життя, є питання, коли воно виникло. Окрім того, щоб розпізнати, як неживі елементи зібралися, щоб утворити перші живі організми (процес, відомий як абіогенез), вчені також прагнули визначити, коли на Землі з’явилися перші живі організми.
У новому дослідженні команди канадських дослідників питання про те, коли виникло життя на Землі, обмежується за допомогою двох підходів. Поєднуючи астрофізичні та геофізичні дані з біосигнатурами в геологічних зразках, вони підрахували, що життя виникло приблизно за 200 до 800 мільйонів років після того, як Земля стала жилою (приблизно 3,7 мільярда років тому). Це дослідження може мати кардинальні наслідки для нашого розуміння життя та того, скільки часу потрібно для появи на планетах, подібних до Землі.
Дослідження, яке описує їх результати, було нещодавно опубліковане в журналіАстробіологія під заголовком "Обмеження інтервалу часу для походження життя на Землі". Дослідженням керував аспірант Бен К. Д. Пірс, і він включав декількох його колег з Інституту походження та кафедри фізики та астрономії з Університету Макмастера в Гамільтоні, Онтаріо.
Заради свого дослідження Пірс та його колеги прагнули створити часовий проміжок, коли на Землі виникло життя. Як зазначалося, вони розглядали астрофізичні та геофізичні дані, з одного боку, та біосигнатури в геологічних зразках, з іншого, для побудови меж для обох. Як Пірс пояснив Space Magazine електронною поштою:
«Існують два кордони, які визначають часовий інтервал для виникнення життя, і для обмеження кожної межі потрібні різні типи доказів. Межу заселеності обмежують астрофізичні та геофізичні дані, наприклад, часовий масштаб впливу на Місяць та охолодження мантії Земної магми. Межу біосигнату обмежують різні біосигнатури, мікрофосфати такі, строматоліти і підписи вуглецю-13 ".
Спираючись на астрофізичні та геофізичні дані, команда змогла встановити межу заселеності Землі між 4,5 та 3,9 мільярдами років тому. Вони змогли більш обмежувати межу біосигнатури, розмістивши її приблизно на 3,7 мільярда років тому на основі наявності як стоматолітів, так і світлих вуглецевих підписів у графітових кулях осадового походження.
Тому різниця між цими двома кордонами дає нам уявлення про те, скільки часу знадобилося для появи ранніх життєвих форм. "Дані свідчать про те, що на Землі з'явилося життя 200–800 мільйонів років. Це порівняно короткий проміжок часу, враховуючи те, що планета була заселеною протягом 4,5–3,9 мільярда років, і вона залишиться мешкає ще близько мільярда», - сказав він. Пірс.
Хоча це дослідження має значні наслідки для вивчення життя тут, на Землі, воно ще не застосовується до позасонячних планет. Хоча оцінки того, скільки потрібно часу, щоб життя з’явилося на планеті, як нашій, може стати корисною при дослідженні екзопланет “подібних до Землі” одного дня, наші знання про позасонячні планети та системи наразі занадто обмежені. Як вказував Пірс:
"На жаль, ми не можемо використовувати дослідження часового інтервалу виникнення життя на Землі як керівництво для пошуку життя на екзопланетах, оскільки ми є розміром вибірки n = 1. Ми не маємо уявлення, чи зайняло життя довше, щоб зародитися на Землі, ніж у типовому для життя світі, чи коротше, чи життя виникло в будь-якому іншому місці, крім Землі ».
Однак, як додав Пірс, цей огляд є дуже корисним в плані нашого розуміння походження життя на Землі. «Наприклад, 200 мільйонів років можуть бути необхідною кількістю часу для хімічного синтезу для дослідження великого, випадкового, нефункціонального простору біополімерних послідовностей. Лише після цього тривалого "періоду пошуку та очікування" на ранньому Землі, можливо, була створена невелика стабільна група реплікаторів ".
У найближчі роки інструменти нового покоління дозволять характеризувати екзопланети, як ніколи. За допомогою додаткових досліджень можуть стати доступними наукові оцінки того, коли життя могло виникнути на різних екзопланет Землі. До цього часу втішно знати, що ми наближаємось до визначення того, як і коли виникло життя на Землі.
