O conferință recentă vede îndoieli ridicate cu privire la vârsta celor mai vechi semne ale vieții.
În cazul în care sunt îngropate corpurile de microb: sedimente metamorfozate în Labrador, Canada conținând urme microscopice de carbon. Credit: Martin Whitehouse
În cazul în care sunt îngropate corpurile de microb: sedimente metamorfozate în Labrador, Canada conținând urme microscopice de carbon. Credit: Martin Whitehouse
Întrebarea când a început viața pe pământ este la fel de veche ca cultura umană.
„Este una dintre aceste întrebări umane fundamentale: când a apărut viața pe pământ?” a spus profesorul Martin Whitehouse de la Muzeul Suedez de Istorie Naturală.
Deci, atunci când un carbon aparent biologic a fost datat cel puțin Acum 3,95 miliarde de ani– făcându -l pe cele mai vechi rămășițe de viață pe pământ – afirmația stârnită interes și scepticism în egală măsură, ca ARS Technica a raportat în 2017.
Whitehouse a fost printre acei sceptici. În iulie, el a prezentat noi dovezi La conferința Goldschmidt de la Praga, că carbonul în cauză are doar 2,7-2,8 miliarde de ani, ceea ce îl face mai tânăr decât alte urme ale vieții găsite în altă parte.
Carbon organic?
Carbonul în cauză este în stâncă în Labrador, Canada. Stânca a fost inițial silt pe malul mării, care, s -a argumentat, a găzduit o viață microbiană timpurie, care a fost îngropată de mai multă silt, lăsând carbonul ca rămășițele lor. Presiunea și căldura de înmormântare profundă și evenimente tectonice față de eoni au transformat siltul într -o rocă metamorfică dură, iar carbonul microbian din IT s -a metamorfozat în grafit.
„Sunt foarte mici, mici bucăți de grafit”, a spus Whitehouse.
Cheia pentru a arăta că acest grafit a fost inițial biologic versus geologic este raportul său izotop de carbon. Din primele zile ale viețiienzimele sale au preferat izotopul ușor mai ușor carbon-12 față de carbonul-13 mai greu. Prin urmare, carbonul organic este mult mai bogat în carbon-12 decât carbonul geologic și grafitul labrador într -adevăr are această semnătură izotop biologică „ușoară”.
Cu toate acestea, întrebarea cheie este adevărata sa epocă.
Roci mixte, încurcate, zguduite
Sortarea vârstei rocii Labrador care conține carbon este o cutie geologică de viermi.
Acestea sunt unele dintre cele mai vechi roci de pe planetă – au fost încălzite, ghemuite, topite și defectate de mai multe ori pe măsură ce Pământul a trecut prin creșterea, coliziunea și ruperea continentelor înainte de a fi uzate de gheață și expuse astăzi.
„Această stâncă în sine este incredibil de complicată”, a spus Whitehouse. „A trecut prin mai multe faze de deformare.”
În general, singurele modalități de a întâlni sedimentele sunt dacă există un strat de Cenușă vulcanică în elesau prin fosile distinctive în sedimente. Niciuna nu este disponibilă în aceste roci Labrador.
„Rock-ul în sine nu este direct databil”, a spus Whitehouse, „așa că atunci vă încadrați în următorul lucru, care este că doriți să căutați o relație clasică de declanșare a geologiei de teren cu ceva mai tânăr și ceva ce puteți întâlni.”
Ideea, care este la fel de vechi ca știința geologiei în sineînseamnă a întrerupe vârsta sedimentului, găsind o formațiune de roci care să -l taie. În mod logic, roca de tăiere încrucișată este mai tânără decât sedimentul pe care îl taie.
În acest caz, piatra de silt metamorfozată care conține carbon este înconjurată de rocă gneiss cu bandă gri, cu bandă gri, dar limita dintre piatră de silt și gneis gri este paralelă, deci nu există nicio tăiere încrucișată.
Profesorul Tsuyoshi Komiya de la Universitatea din Tokyo a fost un coautor la Hârtie de vârstă de 3,95 miliarde de ani. Echipa sa a folosit o stâncă încrucișată pe care au găsit-o într-o altă locație și a extrapolat-o pe piatra de silt purtătoare de carbon pentru a-și constrânge vârsta. „S -a descoperit că gneisul a fost intrat în roci supracrustale (roci mafic și sedimentare)”, a spus Komiya într -un e -mail către Ars Technica.
Dar Whitehouse contestă această inferență între diferitele afecțiuni.
„Te-ai bazat pe realizarea acestor presupuneri și corelații foarte pe distanțe lungi pentru a încerca să întâlnești ceva care ar putea să nu aibă nimic de-a face cu ceea ce crezi că te întâlnești”, a spus el.
Profesorul Jonathan O’Neil de la Universitatea din Ottawa, care nu a fost implicat nici în studiile lui Whitehouse, nici în Komiya, dar care a vizitat afecțiunile în cauză, este de acord cu Whitehouse. „Îmi amintesc că nu eram convins nici de aceste relații transversale”, a spus el pentru Ars. „Nu este clar pentru mine că unul este neapărat mai vechi decât celălalt.”
Odată cu probele de geologie de câmp, celălalt pilon care deține data de 3,95 miliarde de ani este data sa radiometrică, măsurată în cristale de zircon extrase din rocile din jurul silt-ului metamorfozat.
Zircon păstrează scorul
Geologii folosesc ziciul mineral până în prezent, deoarece atunci când se cristalizează, încorporează uraniu, dar nu plumb. Deci, pe măsură ce uraniul radioactiv scade lent în plumb, raportul dintre uraniu și plumb asigură vârsta cristalului.
Dar problemele cu orice dată obținută din roci la fel de complicate ca acestea este să știe exact ce eveniment geologic datează – numărul singur înseamnă puțin fără contextul tuturor celorlalte dovezi geologice pentru evenimentele care au afectat zona.
Atât Whitehouse, cât și O’Neil au eșantionat și au dat aceleași stânci ca și echipa lui Komiya și unde echipa lui Komiya a obținut o dată de 3,95, noile date ale lui Whitehouse și O’Neil sunt amândouă în jur 3,87 miliarde de ani. Important este că datele lui O’Neil și Whitehouse sunt mult mai precise, cu erori în jurul plus-sau-minus 5 sau 6 milioane de ani, ceea ce este remarcabil de precis pentru datele din rocile atât de vechi. Data 3.95 a avut o eroare de aproximativ 10 ori mai mare. „Este o eroare mare”, a spus O’Neil.
Dar există o întrebare mai importantă: cum este legată de această dată cu vârsta carbonului organic? Stâncile au trecut prin multe evenimente care ar putea avea fiecare „așezate” datele din zirconi. Acest lucru se datorează faptului că zirconii pot supraviețui mai multor reîncălziri și chiar remelling parțial, fiecare nou eveniment adăugând un nou strat, sau „zonă”, pe suprafața exterioară a cristalului, înregistrând vârsta acelui eveniment.
„Această stâncă a văzut toate evenimentele, iar zirconul din ea a răspuns la toate aceste evenimente într-un mod care, atunci când intrați cu un fascicul ion la scară foarte mică pentru a face eșantionarea pe aceste zone diferite, puteți alege istoria geologică”, a spus Whitehouse.
Echipa lui Whitehouse a scos pete minuscule pe zirconii cu un fascicul de ioni de oxigen încărcați negativ pentru a disloca ionii din cristale, apoi a aspirat acești ioni într-un spectrometru de masă pentru a măsura raportul de plumb de uraniu și, astfel, datele. Fasciculul minuscul și eroarea relativ mică au permis Whitehouse să documenteze evenimentele prin care au trecut aceste roci.
„A avea propriul nostru zircon înseamnă că am reușit să intrăm și să privim mai detaliat structura internă din zircon”, a spus Whitehouse. „În cazul în care am putea avea un nucleu care este 3.87, vom avea o margine care este de 2,7 miliarde de ani, iar janta, morfologic, arată ca un zircon igneu”, a spus Whitehouse.
Acea margine exterioară ignoasă a zircoanelor lui Whitehouse arată că s -a format în rocă parțial topită, care ar fi curtat la acel moment. Acest flux a fost probabil ceea ce l-a adus lângă sedimentele care conțin carbon. Data sa de acum 2,7 miliarde de ani înseamnă că carbonul din sedimente ar putea fi cu orice vârstă mai în vârstă decât asta.
Aceasta este o diferență cheie față de munca lui Komiya. El susține că datele mai vechi din nucleele zirconilor sunt adevărata epocă a stâncii încrucișate. „Chiar și zirconii ignoși trebuie să fi fost afectați de evenimentul tectonotermic; prin urmare, vârsta obținută este vârsta minimă, iar vârsta adevărată este mai în vârstă”, a spus Komiya. „Faptul că s -au găsit tineri zirconi nu ne anulează cercetările.”
Dar Whitehouse susține că vechile nuclee ale zirconsului înregistrează în schimb o perioadă în care roca originală s-a format, cu mult înainte de a deveni gneis și a curgea lângă sedimentele purtătoare de carbon.
Cristale de zombie
Rezistența lui Zircon înseamnă că poate supraviețui fiind erodată de pe stânca unde s-a format și apoi depusă într-o nouă rocă sedimentară, ca rămășițe strigate ale unui peisaj mai vechi, acum vanat.
Siltstone care conține carbon conține ZIRCONS ZOMBIE, iar Whitehouse a prezentat noi date despre ele la Conferința Goldschmidt, care le datează în urmă cu 2,8 miliarde de ani. Whitehouse susține că aceste cristale s -au format într -o stâncă igienă acum 2,8 miliarde de ani și apoi au fost erodate, spălate în mare și așezate în silt. Deci, piatra de silt nu trebuie să aibă mai mult de 2,8 miliarde de ani, a spus el.
„Nu puteți depune un zircon care nu se formează încă”, a explicat O’Neil.
Înregistratoare minuscule de istorie – cristale antice de zircon de la Labrador. Stânga arată straturi construite pe măsură ce zirconul a trecut prin multe evenimente de încălzire. Dreapta prezintă un zircon cu o formă exterioară asemănătoare cu prisma care arată că s-a format în condiții ignee în jurul unui zircon anterior. Cercurile indică unde a fost utilizat un fascicul ionic pentru a măsura datele. Credit: Martin Whitehouse
Această vârstă de 2,8 miliarde de ani, împreună cu vârsta de zircon igienă de 2,7 miliarde de ani, întrerupe vârsta carbonului organic până la oriunde între 2,8 și 2,7 miliarde de ani. Este mult mai tânăr decât data lui Komiya de 3,95 miliarde de ani.
Komiya nu este de acord: „Cred că vârsta estimată are vârsta minimă, deoarece zirconii au suferit de multe evenimente termice, astfel încât să fie întinerite”, a spus el. Cu alte cuvinte, vârsta de 2,8 miliarde de ani reflectă din nou încălzirea ulterioară, iar adevărata dată este dată de cele mai vechi zirconii din piatră de silt.
Dar Whitehouse a prezentat o a treia linie de dovezi pentru a contesta data de 3,95 miliarde de ani: izotopi de hafnium în aceleași cristale de zircon zombie.
Tehnica se bazează pe descompunerea radioactivă a lutetiului-176 la Hafnium-176. Dacă vârsta de 2,8 miliarde de ani ar rezulta din întinerire prin încălzirea ulterioară, ar fi trebuit să se fi format din material cu un raport izotop de hafnium incompatibil cu compoziția izotopului a Pământului timpuriu.
„Ei merg la numere imposibile”, a spus Whitehouse.
Singurul mod în care raportul de uraniu-plumb poate fi compatibil cu hafniul din zirconi, a susținut Whitehouse, este dacă zirconii care s-au stabilit în silt s-au cristalizat în urmă cu aproximativ 2,8 miliarde de ani, constrângând carbonul organic să nu fie mai vechi decât atât.
Noile cele mai vechi rămășițe de viață pe pământ, deocamdată
Dacă carbonul Labrador nu mai este cea mai veche urmă de viață de pe Pământ, atunci unde sunt cele mai vechi rămășițe ale vieții acum?
Pentru Whitehouse, este în 3,77 miliarde de miliarde de ani ISUA Greenstone Belt din Groenlanda: „Sunt dispus să cred că este o vârstă bine documentată … asta cred că este cea mai bună dovadă pentru cea mai veche biogenitate pe care o avem”, a spus Whitehouse.
O’Neil a fost coautor recent o hârtie pe Pământ cele mai vechi roci cruste supraviețuitoaresituat lângă Golful Hudson din Canada. El indică acolo. “Aș spune că este în centura Nuvvuagittuq Greenstone”, a spus O’Neil, “pentru că aș argumenta că aceste roci au 4,3 miliarde de ani. Din nou, nu toată lumea este de acord!” Intrigant, rocile la care se referă carbon cu un eventual biologic originea și se crede că sunt rămășițele tipului de subliniere unde Viața ar fi putut apărea mai întâi.
Însă imaginea mai mare este faptul că avem urme credibile de viață ale acestei epoci – fie că este 3,8 sau 3,9 sau 4,3 miliarde de ani.
Oricare dintre aceste date este remarcabil de devreme în viața de 4,6 miliarde de ani a planetei. Sale cu mult înainte să existe o atmosferă oxigenată, înainte ca continentele să apară deasupra nivelului măriiși Înainte de a merge tectonica plăcilor. Este, de asemenea, mult mai vechi decât cele mai vechi fosile „stromatolite” microbiene, care au fost datate despre aproximativ Acum 3,48 miliarde de ani.
O’Neil crede că, odată ce condițiile de pe Pământ ar fi fost locuibile, viața ar fi apărut relativ rapidă: „Pentru mine, nu este șocant, pentru că condițiile erau aceleași”, a spus el. “Pământul are luxul timpului … dar biologia este foarte rapidă. Deci, dacă toate condițiile ar fi existate până la 4,3 miliarde de ani, de ce biologia ar aștepta 500 de milioane de ani să înceapă?”
Howard Lee este un scriitor științific independent care se concentrează pe evoluția planetei Pământ în timpul profund. A câștigat un B.Sc. în Geologie și M.Sc. în teledetecție, atât de la Universitatea din Londra, Marea Britanie.
