Kakvi su zapravo bili uvjeti za život na ranoj Zemlji?

Nova istraživanja ukazuju na uvjete pod kojima je život nastao na našem planetu prije četiri milijarde godina

Tri nedavne studije su unaprijedile naše razumijevanje uvjeta okoliša na ranoj Zemlji – važno ne samo za rekonstrukciju povijesti našeg vlastitog planeta, već i za procjenu pogodnosti za život planetarnih tijela općenito.

Prva od ovih studija vođena je od strane Johna Tarduna s Sveučilišta Rochester i objavljena je u Proceedings of the National Academy of Sciences. Autori prezentiraju dokaze o snažnom magnetskom polju oko Zemlje prije otprilike 4,1 do 4 milijarde godina. Njihov zaključak temelji se na inkluzijama magnetita u određenim mineralima (cirkonima) i stoga se čini vrlo pouzdanim. Snažno magnetsko polje bilo bi ključno za nastanak života na Zemlji, jer bi zaštitilo površinu od solarnog vjetra. Zvijezde poput našeg Sunca poznate su po izbacivanju velikih količina štetnog zračenja dok su još mlade, i bez magnetskog polja bilo bi upitno bi li život na Zemljinoj površini uspio preživjeti taj rafal iz svemira.

Kakva je bila Zemljina atmosfera u to vrijeme? Modeli koje su izradili Owen Lehmer sa Sveučilišta Washington i njegov tim, objavljeni u časopisu Science Advances, sugeriraju da je najmanje 70 posto atmosfere činio ugljični dioksid. Već smo znali iz prethodnih istraživanja da je rana atmosfera Zemlje imala vrlo nizak udio kisika. Lehmer i suradnici tvrde da udio ugljičnog dioksida od 70 posto ili više može objasniti opaženu oksidaciju željeza pronađenu u mikrometeoritima starijim od 2,7 milijarde godina. Vjerojatno su ove visoke koncentracije postojale i od početka arheanskog razdoblja prije otprilike 4 milijarde godina, što znači da bi život mogao nastati pod ovakvom vrstom atmosfere.

Još jedan ključni vanjski faktor koji je utjecao na ranu Zemlju bilo je bombardiranje meteoritima – ne samo mikrometeoritima, već i većim udarima, oba su bila češća nego danas. Nažalost, nemamo potpun zapis tih događaja, jer stijene starije od otprilike četiri milijarde godina vrlo su rijetke, budući da su izbrisane geološkom aktivnošću. Možemo dobiti procjene temeljene na stopi stvaranja kratera na Mjesecu – na mjestima gdje još uvijek možemo vidjeti drevne kratera – i ekstrapolirati tu stopu na Zemlju.

Unatoč tim ograničenjima, tim pod vodstvom Timmonsa Ericksona iz Odjela za istraživanje i znanost o astronacionalnim materijalima u NASA Johnson Space Centru nedavno je u časopisu Nature Communications objavio otkriće najstarijeg poznatog meteoritskog kratera na Zemlji. Krater je identificiran zahvaljujući mineralima koji su bili oštećeni udarima meteorita na području današnje zapadne Australije prije oko 2,2 milijarde godina.

Taj je udar mogao imati goleme posljedice na Zemljinu klimu jer se dogodio upravo kad je naš planet izlazio iz razdoblja glacijacije. Neposredno prije toga, Zemlja je bila u potpunosti ili gotovo potpuno prekrivena ledom — stanje koje se obično naziva Snježna gruda Zemlja (Snowball Earth). Toplina nastala kao posljedica udara bila bi toliko velika da bi se led u trenutku pretvorio u vodenu paru, vrlo jak staklenički plin koji bi zagrijao planet dovoljno da se okonča ledeno doba.

Je li australski meteorit doista bio uzrok zagrijavanja ili je riječ o slučajnoj vremenskoj podudarnosti, još ne znamo. No istraživanje nam pokazuje koliko vanjski događaji mogu utjecati na našu klimu i, zajedno s drugim nedavnim studijama, pruža uvid u stvarne uvjete života na ranoj Zemlji.