Pirmieji Žemės vandenynai ir žemynai
Mokslininkai dažnai klausia: „Kada atsirado pirmieji vandenynai? O žemynai? Plokščių tektonika? Kaip šie dangaus kūnų susidūrimai lėmė gyvybės raidą?“ Naujausiame tyrime daugiausia dėmesio skiriama „S2“ meteorito susidūrimui prieš daugiau nei tris milijardus metų – ir tam, kaip tai pakeitė Žemės istoriją, galiausiai lėmusią žmoniją, technologijas ir dirbtinį intelektą, kuris, beje, ir naudojamas iššifruoti paliktoms paslėptoms užuominoms.
Tyrimui vadovavo Harvardo universiteto (JAV) Žemės ir planetų mokslų katedros docentė Nadja Drabon. Ji yra patyrusi ankstyvosios Žemės geologė, atkakliai besidominti mūsų planetos kūdikyste. Ją domina tie pirmykščiai amžiai, kai Žemėje gyveno vienaląstės bakterijos ir archėjos, o gyvybės ritmą lėmė meteoritų bombardavimas.
Žemė archėjų epochoje
Vienas iš ankstyviausių Žemės istorijos skyrių, vadinamas Archėjų eonu, truko maždaug prieš 4–2,5 mlrd. metų. Tuo metu mūsų planeta buvo visai kitokia – karštas, išsilydęs paviršius palaipsniui vėso ir susiformavo pirmieji stabilūs žemynai bei vandenynai. Atmosferą daugiausia sudarė vulkaninės dujos – o deguonies, kuriuo kvėpuojame šiandien, nebuvo. Nepaisant šių atšiaurių sąlygų, pradėjo formuotis gyvybė – paprasti vienaląsčiai organizmai: pavyzdžiui, bakterijos ir archėjos.
Šios ankstyvosios gyvybės formos naudodamos energiją iš cheminių medžiagų klestėjo vandenynuose, o vėliau gaudavo iš Saulės šviesos per primityvią fotosintezę, kuri pamažu ėmė keisti atmosferą. Archėjų eono pabaigoje dėl fotosintetinančių organizmų lėtai augantis deguonies kiekis atmosferoje sudarė sąlygas atsirasti sudėtingesnėms gyvybės formoms. Pastarasis dalykas nutiko proterozojaus eone.
Archėjų eonas buvo svarbus planetos stabilizavimo ir biologinių naujovių diegimo laikotarpis, padėjęs pagrindą nuostabiai gyvybės įvairovei, kurią matome šiandien. Tačiau kyla klausimas – kokį vaidmenį šioje dramatiškoje gyvybės kibirkštyje suvaidino meteoritas „S2“?
Keturi everestai
„Didelių meteoritų smūgiai turėjo stipriai paveikti ankstyvosios Žemės tinkamumą gyventi. Archėjų epochos uolienose užfiksuota mažiausiai 16 didelių smūgių, kuriuos padarė didesni nei 10 km skersmens bolidai, – rašo tyrėjai. – Šie smūgiai tikriausiai turėjo sunkių, nors ir laikinų, pasekmių paviršiaus aplinkai. Tačiau jų poveikis ankstyvajai gyvybei nėra gerai ištirtas.“
Tyrimas pradedamas Barbertono žalvario juostoje Pietų Afrikoje, kur N. Drabon ir jos komanda atsekė meteorito „S2“ pėdsakus. Jų atlikta išsami nuosėdų, geochemijos ir anglies izotopų sudėties analizė piešia stulbinantį kataklizmo dienos, kai į Žemę nukrito keturių everestų dydžio meteoritas, paveikslą.
„Įsivaizduokite save stovintį prie Kodo kyšulio pakrantės, seklioje vandens juostoje. Tai mažo energingumo aplinka, be stiprių srovių. Ir staiga jus užklumpa milžiniškas cunamis, kuris užgriūva ir supurto jūros dugną“, – pasakoja N. Drabon.
Mitybinis šėlsmas
Meteoritas „S2“ – maždaug 200 kartų didesnis už dinozaurus pražudžiusį Čiksulubo asteroidą – išjudino pirmapradį katilą ir sukėlė cunamį, kuris po pakrančių regionus išdrabstė sausumos fragmentus.
Stulbinantis smūgio karštis išgarino viršutinį vandenyno sluoksnį ir įkaitino atmosferą. Dėl to planetą apgaubė tankus dulkių debesis ir laikinai sustabdė fotosintezės veiklą.
Tačiau, kaip ir priklauso kelią randančios gyvybės idėjai, bakterijų populiacijos atsigavo. Kartu su šiuo atgimimu padaugėjo ir vienaląsčių organizmų, kurie maitinosi fosforu bei geležimi.
Prasidėjo tikras mitybinis šėlsmas. Jį skatino geležies antplūdis iš vandenynų gelmių į seklius vandenis, kuriam padėjo milžiniškas cunamis – ir fosforo antplūdis, kurį sukėlė meteoritas bei padidėjusi sausumos erozija.
Meteoritų smūgiai į Žemę
N. Drabon atlikta analizė atskleidė, kad iškart po smūgio prasidėjo sezoninis geležį metabolizuojančių bakterijų žydėjimas. Šis geležį mėgstančių bakterijų pokytis yra labai svarbi mūsų planetos dėlionės dalis – jis parodo, kaip Žemėje atsirado ir vystėsi sudėtinga gyvybė. „Manome, kad smūgiai yra pražūtingi gyvybei, – sako N. Drabon. – Tačiau šiame tyrime pabrėžiama, kad šie smūgiai galėjo būti naudingi gyvybei, ypač ankstyvoje gyvybės stadijoje. Šie smūgiai iš tikrųjų galėjo leisti gyvybei suklestėti“ Gana paradoksalu, ar ne?
„S2“ ir atokūs Žemės kampeliai
Tokia įtikinama versija tapo įmanoma dėl kruopštaus geologų – tokių kaip N. Drabon ir jos komanda – darbo. Jų pastangos nuvedė juos į atokiausius Žemės kampelius, kur mokslininkai medžiojo mūsų plutos uolienų sluoksniuose paslėptus iškalbingus cheminius požymius.
Kiekviename sluoksnyje, tarsi kosminės knygos puslapyje, slypi užuominos apie senovinius cunamius ir kitus kataklizmus. Vienas iš tokių geologinių karštųjų taškų yra Barbertono žalvario juosta Pietų Afrikoje. Tai – informacijos lobynas, kuriame saugomi mažiausiai aštuonių smūgių – įskaitant „S2“ – įrodymai, o N. Drabon su komanda ir toliau tyrinėja šią intriguojančią vietovę bei nagrinėja pribloškiančią meteoritais užrašytą Žemės istoriją.
Tad kai kitą kartą žiūrėsite į naktinį dangų, nepamirškite, kad virš jo esančios žvaigždės gali būti ne tik gražios švieselės. Jos gali būti ir raktas, padėsiantis suprasti gyvybės kilmę ir mūsų Žemės susiformavimą, rašo Earth.com
Tyrimas paskelbtas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
