Το ερώτημα πώς άρχισε η ζωή στη Γη ήταν πάντοτε ένα ζήτημα έντονου ενδιαφέροντος για τους επιστήμονες. Αλλά εξίσου σημαντικό με το πώς εμφανίστηκε η ζωή είναι το ζήτημα του πότε προέκυψε. Εκτός από τον τρόπο με τον οποίο τα μη έμβια στοιχεία συσσωρεύτηκαν για να σχηματίσουν τους πρώτους ζωντανούς οργανισμούς (μια διαδικασία γνωστή ως αβιογένεση), οι επιστήμονες προσπάθησαν επίσης να προσδιορίσουν πότε εμφανίστηκαν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί στη Γη.
Σε μια νέα μελέτη από μια ομάδα Καναδών ερευνητών, το ζήτημα του πότε προέκυψε η ζωή στη Γη περιορίζεται σε δύο προσεγγίσεις. Συνδυάζοντας αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία με βιοϋπογραφές σε γεωλογικά δείγματα, εκτιμούν ότι η ζωή εμφανίστηκε περίπου 200 με 800 εκατομμύρια χρόνια αφότου η γη έγινε κατοικήσιμη (περίπου 3.7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτή η μελέτη θα μπορούσε να έχει δραστικές συνέπειες για την κατανόηση της ζωής μας και πόσο καιρό χρειάζεται για να βρεθεί σε πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη.
Η μελέτη τους δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Astrobiology με τίτλο “Περιορισμός του χρονικού διαστήματος για την προέλευση της ζωής στη γη”. Η μελέτη καθοδηγήθηκε από τον Ben Pearce από το Ινστιτούτο Origins και το Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο McMaster στο Χάμιλτον του Οντάριο.
Τα απολιθωμένα κατάλοιπα που βρέθηκαν στη Γροιλανδία χρονολογούνται πριν από 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια, 220 εκατομμύρια χρόνια παλαιότερα από ό, τι πιστεύεται ότι η ζωή έχει προκύψει.
Για τη μελέτη τους, ο Pearce και οι συνεργάτες του προσπάθησαν να δημιουργήσουν ένα χρονοδιάγραμμα για την εμφάνιση της ζωής στη Γη. Όπως σημειώθηκε, υπολόγισαν αφενός αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία και, αφετέρου, βιοϋπογραφές σε γεωλογικά δείγματα, για την κατασκευή ορίων και για τα δύο στοιχεία.
Όπως εξηγεί ο Pearce : “Υπάρχουν δύο όρια που οριοθετούν το χρονικό διάστημα για την προέλευση της ζωής και για να βρεθεί κάθε όριο απαιτούνται διαφορετικά είδη αποδεικτικών στοιχείων. Το όριο της κατοικησιμότητας (ο βαθμός υποστήριξης του πλανήτη μας για την ανάπτυξη και διατήρηση της ζωής.) περιορίζεται από αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία, π.χ. το χρονοδιάγραμμα του φλοιού που σχηματίζει η Σελήνη και τη ψύξη του μανδύα της γης. Το όριο βιοϋπογραφης περιορίζεται από διάφορες βιοϋπογραφές, όπως τα μικροαπολιθώματα, οι στρωματόλιθοι (ιζηματογενείς βράχοι, που έχουν σχηματιστεί από τις διαδοχικές εκκρίσεις μικροοργανισμών και ιδιαίτερα κυανοβακτηρίων.) και οι υπογραφές του άνθρακα-13 “.
Με βάση τα αστροφυσικά και γεωφυσικά στοιχεία, η ομάδα μπόρεσε να τοποθετήσει το όριο κατοικησιμότητας για τη Γη μεταξύ 4,5 και 3,9 δισεκατομμυρίων ετών πριν από σήμερα. Η ομάδα ήταν σε θέση να περιορίσει περισσότερο το όριο βιοϋπογραφής, τοποθετώντας το σε περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, με βάση την παρουσία τόσο των στρωματόλιθων όσο και των υπογραφών ελαφρού άνθρακα σε σφαιρίδια γραφίτη ιζηματικής προέλευσης.
Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο ορίων λοιπόν μας δίνει μια ιδέα για το πόσο καιρό χρειάστηκε να εμφανιστούν μορφές πρώιμης ζωής. “Τα στοιχεία δείχνουν ότι χρειάστηκε η ζωή 200-800 εκατομμύρια χρόνια για να αναδυθεί στη Γη, η οποία είναι σχετικά σύντομη χρονική περίοδος θεωρώντας ότι ο πλανήτης υπήρξε κατοικήσιμος για 4.5-3.9 δισεκατομμύρια χρόνια και θα παραμείνει κατοικήσιμος για περίπου ένα δισεκατομμύριο ακόμα”, δήλωσε Pearce.
Καλλιτεχνική εντύπωση για την αρχαία εποχή (Archaean Era ) περίπου 4 έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν ξεκίνησε η ζωή και ξεκίνησε η οξείδωση της ατμόσφαιράς μας.
Ενώ αυτή η μελέτη έχει σημαντικές συνέπειες για τη μελέτη της ζωής εδώ στη Γη, δεν ισχύει ακόμα για τους εξω-ηλιακούς πλανήτες. Ενώ οι εκτιμήσεις για το πόσο καιρό χρειάζεται για να βγει η ζωή σε έναν πλανήτη όπως ο δικός μας μπορεί να φανεί χρήσιμος όταν διερευνάμε εξωπλανήτες κάποια μέρα «σαν τη Γη» , οι γνώσεις μας για τους εξω-ηλιακούς πλανήτες και συστήματα είναι επί του παρόντος πολύ περιορισμένοι. Όπως ανέφερε ο Pearce:
“Δυστυχώς δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια μελέτη του χρονικού διαστήματος για την προέλευση της ζωής στη Γη ως οδηγό για την αναζήτηση της ζωής σε εξωπλανήτες, καθώς είμαστε ένα μέγεθος δείγματος με n = 1. Δεν έχουμε ιδέα εάν η ζωή χρειάστηκε περισσότερο χρόνο για να αναδυθεί στη Γη από ότι σε έναν τυπικό κατοικήσιμο κόσμο, ή μικρότερο ή αν η ζωή εμφανίστηκε οπουδήποτε εκτός από τη Γη ».
Ωστόσο, όπως πρόσθεσε ο Pearce, αυτή η ανασκόπηση είναι πολύ χρήσιμη όσον αφορά την κατανόηση μας για την προέλευση της ζωής στη Γη. “Για παράδειγμα, τα 200 εκατομμύρια χρόνια μπορεί να είναι ένας απαραίτητος χρόνος για μια χημική σύνθεση για να εξερευνήσετε το μεγάλο, τυχαίο, μη λειτουργικό διάστημα αλληλουχίας βιοπολυμερών. Μόνο μετά από αυτή τη μακρά περίοδο έρευνας και αναμονής, ίσως μια μικρή σταθερή ομάδα αναπαραγόμενων όντων να έχει εγκατασταθεί στην πρώιμη Γη “.
Τα επόμενα χρόνια, τα όργανα της επόμενης γενιάς θα επιτρέψουν τον χαρακτηρισμό των εξωπλανητών, όπως ποτέ άλλοτε πριν. Με μια πρόσθετη έρευνα, ενδέχεται να διατίθενται επιστημονικές εκτιμήσεις για το πότε θα μπορούσε να εμφανιστεί η ζωή σε διάφορους εξωπλανήτες σαν τη Γη. Μέχρι τότε, είναι παρήγορο να γνωρίζουμε ότι πλησιάζουμε στον καθορισμό του πώς και πότε η ζωή εμφανίστηκε στη Γη.
