Frumstætt líf varð til í svölum sjó: Dr Itay Halevy, einkaviðtal

Frumstætt líf varð til í svölum sjó: Dr Itay Halevy, einkaviðtal

Dr Itay Halevy, dósent í jarðefnafræði, deild. jarðar- og plánetuvísinda, Weizmann vísindastofnun, Ísrael Ímyndareining: Weizmann vísindastofnun, Ísrael


Var hafið að sjóða? Var það flott? Orgnaðist fyrsta lífið í sjóðandi sjávarvatni eða eðlilegu hitastigi? Vísindamennirnir eru klofnir í þessum spurningum. Sumir telja að það hafi verið ákaflega heitt að minnsta kosti 70˚ Celsius en aðrir telja að það hafi verið nær 15˚C það sem við njótum í dag.

Nýlega var teymi vísindamanna undir forystuDr. faðir Halevy, Dósent í jarðefnafræði, deild jarðar og reikistjarnavísinda, Weizmann Institute of Science, Ísrael sló í gegn í þessu máli. Í einkaviðtali viðSiddheshwar Shukla, Aðstoðarritstjóri, Devdiscourse, Dr. Itay deilir niðurstöðum rannsóknar sinnar og það skiptir máli.


Hverjar eru helstu niðurstöður rannsókna þinna á fyrsta sjávarhita?

Til að byrja með vil ég nefna að jarðvísindamennirnir sem kanna aðstæður í fyrstu höfum jarðar treysta á örfá gagnasöfn. Eitt það mikilvægasta, og jafnframt það umdeildasta, er þróun í samsöfnun súrefnis ísóta steinefna sem falla úr sjó. Mismunandi túlkun sömu gagnasafna hefur leitt til tveggja ólíkra skýringa á þróuninni. Í einu voru höfin mun hlýrri en í dag og snemma í sjó hafði súrefnis samsætusamsetningu svipað og í dag. Í hinu var hitastig hafsins svipað og í dag og súrefnisísótópasamsetning forns sjávar hlýtur að hafa verið mismunandi - meira tæmd í þungri samsætu súrefnis, O (18).

Niðurstöður okkar eru mjög hlynntar annarri skýringunni, að höf jarðar hafi auðgast smám saman í sjaldgæfu og þyngri O (18) með tímanum, um það bil eitt eða tvö prósent. Við erum að tala um tiltölulega lítinn mun á ísótópískri samsetningu sjávar í dag og í djúpri fortíð, en þessi litli munur hefur leitt til samsætufærslna í setsteinum sem hlutar vísindasamfélags okkar hafa túlkað til að endurspegla fyrstu höf að suðu. Við skiljum núna að þetta var ekki raunin og að undanfarna tvo milljarða ára eða svo hefur hitastig sjávar verið mismunandi að meðaltali um 15 gráður á Celsíus, líkt og meðalhiti í dag.

Hvers konar sýni og vísindaleg próf voru notuð í þessari rannsókn?


Til að kanna kenninguna frekar veljum við örsmá eggfrumukorn - ooids - sem samanstendur af fínum samsteyptum lögum af járnoxíðum sem fellur úr fornum sjó. Ooidunum hafði verið safnað frá tugum staða um allan heim og þeir táknuðu mismunandi jarðfræðitímabil - þau elstu voru um tveggja milljarða ára gömul.

Til að mæla súrefnissamsætuhlutföllin tókum við samstarf við prófessor Aldo Shemesh, einnig frá deild jarðar og reikistjarna við Weizmann vísindastofnun. Prófessor Shemesh er sérfræðingur í hárnákvæmri mælingu á súrefnisísótópum í smásýnum og ásamt hópi sínum þróuðum við og prófuðum aðferðir til að mæla nákvæmlega samsætuhlutföll í litlu járnoxíðssýnunum og þetta gaf okkur nýtt tæki sem við gerðum ekki áður hafa.

Tvenns konar járnoxíðum var safnað og þau greind: goetít og hematít. En til að skilja hvað niðurstöðurnar voru að segja okkur um snemma hafsins, þurftum við leið til að tengja tölurnar sem fengust úr oxíðunum við fornan sjó. Til þess gerðum við bæði oxíð í rannsóknarstofunni, yfir hitastig og mældum samsætuhlutföllin í þeim. Þessi kvörðun hjálpaði síðan til við að taka gögn úr fornu ryðguðu sýnunum og endurbyggja súrefnisísótópasamsetningu sjávar frá tveimur milljörðum ára og til dagsins í dag.

Jarðvísindamennirnir sem telja fyrsta sjávarhitann mjög háan halda því einnig fram að það hafi verið vegna mjög mikils hita jarðarinnar á þeim tíma. Það er vegna viðvarandi rigningar, kólnaði jörðin smám saman. Hverjar eru niðurstöður þínar?


Atburðarásin sem lýst er hér að ofan gerðist miklu, miklu fyrr en tímarnir sem við erum að íhuga. Elstu setbergin eru tæplega 4 milljarða ára gömul og það er vel eftir að andrúmsloftið kólnaði nógu mikið til að H2O þéttist og myndar höfin. Þessir steinar sýna mest O (18) -depleted gildi, og smám saman yngri steinar auðgast smám saman í O (18) og skilgreina þá þróun sem við ætluðum okkur að skilja. Mestu O (18) tæmdu gildin hafa verið túlkuð þannig að þau endurspegli heit sjó, en aftur voru þetta hundruð milljóna ára eftir að höfin þéttust fyrst.

Ef fyrsti sjávarhiti er talinn jafn kaldur og hann er í dag, hvernig skýrir þú þá fyrirbæri sem tengdust mjög heitum hita frumstæðrar jarðar?

Fyrsta jörðin var mjög heit en hún kólnaði og myndaði höfin aðeins nokkur hundruð milljónir ára eftir myndun hennar. Jarðlagsmetið spannar aldirnar fyrir um það bil 3,8 milljörðum ára til dagsins í dag og á þessum tíma var jörðin þegar nógu svöl til að hýsa haf. Spurningin er, hversu flott? Nálægt suðu, eða eins og í dag? Við höldum að það hafi verið eins og í dag.

Hvernig munu niðurstöður þínar vera gagnlegar við að skilja leyndardóm fyrstu hafsins, jarðarinnar og uppruna lífsins á þessari plánetu?


Niðurstöður okkar benda til þess að hafið sem var til fyrir tæpum 4 milljörðum ára hafi þegar einkennst af hitastigi sem væri ekki mikið öðruvísi en hafið í dag. Við getum ekki heft sögu yfirborðsumhverfisins fyrr en elstu setbergin. Hins vegar vitum við að eftir upptöku þess frá mörgum minni líkum var jörðin mjög heit og öll rokgjörn voru í loftkenndu formi í frumlofthjúpnum. Þegar kólnaði á yfirborðinu þéttist hafið og það kom jarðefnafræðilegum hringrásum af stað og kom á fót loftslagsreglugerð. Það virðist sem þessar aðferðir við loftslagsstjórnun hafi verið nógu skilvirkar til að viðhalda búsetuskilyrðum á yfirborði jarðar síðustu 3,5-4,0 milljarða ára. Frumstætt líf varð til, myndi ég halda fram, í svölum sjó, sem var mjög mismunandi í efnasamsetningu þess (og samsætusamsetningu) frá því í dag, en svipaður að hitastigi.

Þakka þér fyrir!