Najstarsze kosmiczne kamienie znaleziono w Australii. Piasek, który pamięta początek Ziemi

Mniej więcej 2,7 miliarda lat temu maleńkie meteoryty wielkości ziaren piasku spadły na prastary krajobraz, zostawiając po sobie próbki dawnej atmosfery naszej planety.

Małe ogniste kule – obecnie najstarsze znane nam mikrometeoryty – zaczęły spadać jako kawałki żelaza i niklu. Ale przy przelatywaniu przez górną część atmosfery ziemskiej, około 75 kilometrów nad powierzchnią planety, pod wpływem ciepła skrystalizowały się formując kropelki z tlenku żelaza.

Te tlenki sugerują, że ówczesna górna część atmosfery składała się w mniej więcej 20 procentach z tlenu, proporcjonalnie do aktualnego poziomu. To niespodziewane odkrycie dla ery archaicznej, czasu kiedy ziemska atmosfera bliżej powierzchni prawie nie zawierała tlenu.

Odkrycie zostało opisane 11 maja 2016 w czasopiśmie Nature i jest najnowszą, i prawdopodobnie najbardziej niekonwencjonalną, próbą poznania pradawnej atmosfery Ziemi. To teraz gorący temat wśród badaczy wczesnej historii ludzkości.

- Wszystko zaczęło się od spontanicznej chęci spróbowania czegoś nowego w nauce – i fajnie, że się udało – opowiada Andy Tomkins z Monash University w Melbourne, który przewodził badaniom.

- Nigdy bym nie przypuszczał, że Andy może to zrobić – komentuje Jim Kasting z Penn State University, ekspert badający wczesną atmosferę Ziemi, który jednak nie uczestniczył w badaniach.

Precyzyjne badania

Bazując na składzie pradawnych minerałów, badacze od wielu lat wiedzieli, że do mniej więcej 2,3 miliarda lat temu tlen wytwarzany przez naturę na drodze fotosyntezy nie zbierał się w niższych warstwach atmosfery.

Jednak modele chemiczne sugerowały, że wyższe warstwy atmosfery, pomiędzy 50 i 100 kilometrem, były właściwie innym światem, gdyż pod wpływem promieniowania słonecznego liczne cząsteczki dwutlenku węgla rozpadały się wytwarzając tym samym dużą ilość tlenu i tlenku węgla.

Problem tkwił w tym, że naukowcy nie widzieli sposobu na przetestowanie tej części prastarej atmosfery. Aż do momentu, kiedy grupa naukowców z Tomkinsem na czele wyruszyła na poszukiwania najstarszych mikrometeorytów w pradawnych złożach wapienia w Australii Zachodniej.

Naukowcy bardzo się postarali, by ich próbki nie zostały zanieczyszczone przez dzisiejszy brud kosmiczny, ani by nie rozpuściły się pod wpływem oddzielenia mikrometeorytów od wapienia podczas kąpieli w kwasie.

Mikrometeoryty które znaleźli są prawie miliard lat starsze od dotychczasowych najstarszych próbek. I mimo ich wieku, 60 odzyskanych mikrometeorytów jest w dobrym stanie i zachowało wiele mówiące znaki świadczącej o ich kosmicznym pochodzeniu i spaleniu w atmosferze.

Meenakshi Wadhwa, dyrektorka Centrum Studiów nad Meteorytami w Arizona State University, chwali naukowców za zadbanie o szczegóły. Mikrometeoryty są głównym źródłem kosmicznych zanieczyszczeń i stanowią większość ze 100 ton kosmicznych odpadów spadających na Ziemię każdego dnia.

„Początkowo sceptycznie podchodziłam do pomysłu, by takie cząsteczki mogły przetrwać w skałach mających 2,7 miliona lat, ale dowody są przekonujące” – pisze w e-mailu Wadhwa.

Oszukać ET

Pionierskie badanie pozostawia jednak więcej pytań niż odpowiedzi. Szacowane pod wpływem badań meteorytów poziomy tlenu w atmosferze są mniej więcej 10 razy wyższe niż sugerują dotychczasowe teorie. Co więcej, jeśli w wyższych warstwach atmosfery rzeczywiście było tyle tlenu, dlaczego nie dotarł on do niższych warstw?

Jednak Kasting, światowy ekspert z zakresu atmosfery z epoki archaiku, jest przekonany, że nowa metoda jest logiczna. Wyraził nawet chęć przyłączenia się do grupy w przyszłych badaniach.

Możliwe też, że wnioski płynące z badań można rozciągnąć daleko poza naszą planetę, a nawet cały system słoneczny.

Astrobiolog Timothy Lyons z University of California, Riverside, podkreśla, że odkrycia badaczy mogą podkręcić przyszłe poszukiwania istot pozaziemskich. Jedna z najbardziej obiecujących strategii w szukaniu ET wymaga użycia teleskopów do wdychania pozasłonecznych atmosfer dla związków, które tylko życie może wytwarzać w dużej ilości.

Ale jeśli górna warstwa atmosfery zawiera ogromne ilości tlenu – który z reguły kojarzony jest z życiem – to atmosfery innych planet mogą się wydawać bogatsze w tlen niż tak naprawdę są, co potencjalnie byłoby fałszywym alarmem dla poszukiwaczy obcych.

- Naukowcy pokazali nam, że może być tam dużo tlenu, który jednak nie ma nic wspólnego z tym, czego szukamy – czyli śladów życia wytwarzającego ten tlen – stwierdza Lyons.

Tekst: Michael Greshko

Źródło: National Geographic News