Yra 3,7 milijardo metų senumo stromatolitai - seniausios gyvenimo pėdsakai Žemėje • Elena Naimarkas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Paleontologija, geologija

Yra 3,7 milijardo metų senumo stromatolitai – seniausios gyvenimo pėdsakai Žemėje

Vaizdu Isuos kalne. Šis 1240 m aukščio kalnas yra apsuptas ledynu, kurio lydymasis pasklidė 3,7 milijardų metų senumo geležies kvarcitais. Nuotrauka iš straipsnio S. Moorbath, 2009. Seniausios uolos

Australijos mokslininkai kartu su kolega iš Anglijos tęsė ilgalaikius Isauos žaliųjų akmenų juostos nuosėdinių uolienų tyrimus Grenlandijoje ir nustatė trūkstamus seniausių mikrobų gyvenimo egzistavimo įrodymus. Naujoje vietoje, atidarytoje ištirpusio ledyno vietoje, jie rado daugiasluoksnes struktūras, formos ir elementinės sudėties, panašios į žinomas Archean stromatolite struktūras. Jų amžius yra 3,7 milijardo metų, ir tai yra seniausias žinomas gyvenimo įrodymas šiandien.

Nauja žinia apie seniausias žemiškojo gyvenimo pėdsakus, išspausdintus naujausiame žurnalo numeryje Gamta specialistai iš kelių Australijos universitetų su Oksfordo geologu Clark R. L. Friend. Tęsdami ilgalaikius tyrimus, susijusius su žiurkių akmenų akmenimis, susidarančiais Isuos formavime (žr. Isua Greenstone Belt) Grenlandijoje, mokslininkai nustatė, kad trūksta įrodymų apie mikrobų gyvenimą Isha Archean jūroje. Isuos formavimas Grenlandijoje yra gerai žinomas visiems, kurie domisi mirtingojo gyvenimo formavimo problemomis.

Nuosėdinėse uolienose reikia ieškoti senų gyvenimo pėdsakų, nes vulkaninėse arba metamorfinėse uolienos organinės medžiagos nėra iš esmės konservuojamos. Problema ta, kad patys nuosėdiniai uolienai, kurie nuo seniausių laikų liko nepakitę, turi būti labai reti. Paprastai jie yra palaidoti po tolesniais nuosėdų sluoksniais arba, geologinių blokų subdukcijoje, jie įliejami giliai į plutos ir mantijos, veikiami dideliu slėgiu ir temperatūra, dėl kurių prasideda cheminės reakcijos ir pakeičiamos pradinės uolienų savybės. Taigi iš tų senovinių laikų jie pasiekė mus – deja – medžiagas, kurios buvo plačiai apdorotos tiek chemiškai, tiek struktūriškai. Rekonstruoti jų pradinę medžiagos sudėtį yra labai sudėtinga, jei net neįmanoma. Vis dėlto tikimybė išsaugoti mažai pakitusias uolienas nėra nulinė, o Žemėje yra keletas vietų, kuriose išsaugomos tokios pradinės nuosėdinės uolienos. Tarp jų yra Isuos formavimas, seniausios uolos yra 3,8-3,7 milijardo metų, o, pavyzdžiui, Pilbara grupė Australijoje yra 3,5-3,4 milijardo metų ir jaunesni. Tokiose vietose (ir kai kuriose kitose – pvz., Pietų Afrikoje) mokslininkai ieško pačių seniausių gyvenimo pėdsakų.Izu formavimas yra šios relės galva, nes ten seniausios nuosėdos išliko beveik nepakitę.

Kokie pagrindai iš esmės reikalingi pareiškimams, tokiems kaip "gyvenimas čia"? Pirma, turėtų būti nuosėdinių tarpsluoksnių, kurie taip pat susidaro santykinai žemomis temperatūromis ir slėgiais, ir kurių absoliutinį amžių galima patikimai nustatyti. Antra, galima nustatyti anglies ir sieros izotopų frakcionavimą, ty bet kokio biologinio aktyvumo elementus. Trečia, gali būti mineralų, susidariusių dalyvaujant mikrobams. Ketvirta, įdomu žymiai padidinti kai kurių su mikrobų aktyvumu susijusių elementų skaičių. Penkta, gali būti formacijos, primenančios biologinius objektus. Atsiradusi bent vieną iš šių apraiškų (ir dar geriau, jei iš karto yra keletas iš jų), specialistas turi teisę prisiimti gyvenimo egzistavimą.

Nuo 1996 metų, kai buvo nustatyta, kad grafito grūdai nuosėdinių apatito Isua pėdsakų anglies izotopų frakcionavimo, patvirtino nuomonę, kad tai yra seniausias įrodymas gyvenimo žemėje.Vėliau buvo kritikuojamos išvados dėl izotopo izotopo frakcionavimo iš Isua, nes šie grafito grūdai turi platų izotopų kompozicijos asortimentą, o patys mineralai, kurie tarnavo kaip tyrimo medžiaga, akivaizdžiai neturėjo nuosėdinės kilmės (JS Mayers, 2001 m. Protolitai iš 3,8 -3,7 Ga Isua žaliasis akmens diržas, Vakarų Grenlandija). Kaip rezultatas, priimtini matomi gyvenimo įrodymai "atgaivino" šimtus milijonų metų. "Onwerwacht" formavimosi mikrofosilijos (Onverwacht, Pietų Afrika, 3,5 milijardo metų amžiaus), Varavūno formavimas (Warrawoona, Vakarų Australija 3,5-3,3 milijardo metų) ir įvairios "Dresser" formacijos mikrobiotai (Dresser, Vakarų Australija, 3,48 milijardo metų).

Būtent taip atrodo seniausi stromatolitai – bakterinių kilimėlių sluoksniai, kur organiniai sluoksniai (patys kilimėliai) pakaitomis su neorganinėmis (nuosėdomis). Šios nuotraukos yra 3,48 milijardo metų senumo Stromatolitai iš Dresser formavimo Vakarų Australijoje. Pastatai turi ūminę kūginę formą (kairėje) arba nuolydžio varpelio ar kupolo formos (dešinėje) Nuotraukos M.J. Van Kranendonk ir kt. Straipsniuose, Morfologija 3,5-3,2 Ga iškasenų stromatolitams iš Pilbara Craton, Vakarų Australijos

Reikėtų pabrėžti, kad Izuos formavimosi tyrėjai nesustabdė savo studijų ir, nepaisydami daugybės skepticizmo metų, jie ir toliau ieško gyvenimo likučių seniausiose Grenlandijos uolose.Kruopštus cirkonų amžiaus nustatymas įvairiose stratigrafiškai suderintuose bloko formose įtikinamai parodė, kad amžius yra 3,71-3,69 mlrd. Metų. Tada australų komanda (tarp jų ir naujojo leidinio autoriai) paskelbė naujus kai kurių Isua uolų nuosėdinės kilmės įrodymus – norint surasti kritulių šaltinį, reikėjo detalių žemėlapių.

Netrukus buvo įrodymų, kad mineralai, kurie sudaro šias nuosėdines akmenis, apdorojami žemoje temperatūroje. Dolomito ir kvarco sluoksniai esant aukštesnei nei 550 ° C temperatūraiapieC paversti tremolitu, o sluoksniuose dominavo tremolitas. Tai reiškė, kad temperatūra atitiko pirminių uolienų išsaugojimo sąlygas. Matuojami nuosėdinių sluoksnių elementarieji spektrai. Ir juose, kaip būdinga modernių ir senovinių seklių vandenų nusėdimui, itrio ir lantano kiekis padidėjo. Taigi šioje vietoje buvo jūros vanduo, o ne žemė, o ne šviežios balos.

Taigi praėjus maždaug dešimtmečiui, kai kuriuose "Isua Greenstone Belt" rajonuose esančių teritorijų nuosėdų pobūdžio faktai buvo apsaugoti nuo faktų. Tai buvo įmanoma dar kartą ieškoti gyvenimo pėdsakų šioje pasirinktoje ir "nukentėjusioje" vietoje.Tokiu būdu buvo teigiama, kad beprasmis dolomito, sudarančio Isujos nuosėdinius sluoksnius, gali būti biologinės kilmės (beje, duomenys apie anglies frakcionavimą gyvenimui įrodyti, beje, negrįžo). Dolomitų kilmė santykinai žemoje temperatūroje neturi aiškių cheminių paaiškinimų, o viena iš gerai pagrįstų hipotezių yra jos bakterijų tarpininkaujama forma. Taigi mokslininkai padarė išvadą, kad kadangi yra toks dolomitas, tada galbūt gyvybė čia vaidino svarbų vaidmenį.

Geologas Clarkas draugas, pripažintas ekspertas ant Grenlandijos archeanų uolų, nagrinėja atradusius sluoksniuotą struktūrą: ochro sluoksniai yra sudarytas iš dolomito, šviesos sluoksniai susideda iš kvarcito ir dolomito. Rodyklė rodo dolomito sluoksnio nevienodumą – stromatolitus. Nuotrauka iš papildomų medžiagų iki aptariamo straipsnio Gamta

Tačiau visos šios aplinkybės yra pernelyg netiesioginės, todėl visuose savo leidiniuose mokslininkai kalbėjo tik apie tinkamas gyvenimo sąlygas ir galimą jo buvimą. Taigi, nagrinėjant neseniai atidarytų uolienų po ištirptu ledynu išėjimą, buvo rastos sluoksnių struktūros: dolomitas ir kvarcito dolomitas.Ir išilgai kai kurių dolomito sluoksnių sienų atsirado aiškių nevienalytiškų asperties. Jie turi banguotas arba asimetrišką kūginės formos, labai panašūs į tuos, Stromatolite struktūrų, kuris garsėja formavimas kirpykla ir kitos mikrobų paleoarheyskie išsilavinimą.

a – tarpinio sluoksnio forma iš naujos Isua vietos. b – šių sluoksnių brėžinys su žymenimis: stromas – atskiras stromatolitas, stromai – stromatolitai, ant kurių yra matomi sluoksniai paviršiai, mėlyna taškinė linija – dolomito zonos raudona punktyrinė linija – kvarcito-dolomitų atsiradimo kryptis, žalia taškinė linija – slenkamasis sluoksnis, susidarantis dėl silpnos tektoninės deformacijos. su ir d – Stromatolitai iš Wooly Dolomito vietovės Vakarų Australijoje, kurių amžius yra 2,7-2,4 milijardo metų, turi panašią asimetrinių kūgio ar kupolo formą. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Dėl jų panašumo į formą ir laminavimą su besąlygiško jaunesnio amžiaus stromatolitų, šios struktūros taip pat buvo pripažintos stromatolitais. Atsižvelgiant į įrodytą nuosėdų prigimtį ir žemą temperatūrą jų pertvarkymo metu, jie gauna patikimą faktinį pagrindimą.Taigi, dabar mes galime vėl grąžinti Isuos formacijas su seniausių sedimentinių uolienų sraigtiniu vinjetu su gyvenimo pėdsakais – jų amžius yra 3,7 milijardo metų.

Retro elementų spektrai seniausiuose stromatolituose Dresser (geltona linija) ir Isua (mėlynos ir raudonos linijos – stromatolitas, juoda – kvarcinio-dolomito nuosėdos). Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Tačiau verta nepamiršti, kad šis darbas yra tik naujo fosilinio gyvenimo tyrimų raundo pradžia šiose įdomiausiose vietose. Tikriausiai netrukus atsiras abejonių ir klausimų apie biologinį stromatolito formavimosi Isuoje pobūdį. Pavyzdžiui, šiose struktūrose iki šiol nebuvo nustatyta jokių aiškių anglies izotopų frakcionavimo pėdsakų. Tikriausiai reikia papildomų matavimų kitiems pavyzdžiams. Be to, šiose formavimosi srityse, skirtingai nei Stromatolitai, susidarančiose pertvaros formavimuose, itrio smailė yra daug mažesnė – būtų gerai suprasti nukrypimo priežastį. Skeptikai bus labiausiai pasiruošę aptarti mineralų, sudarančių sluoksniuotą struktūrą, žematemperatūrinio pobūdžio įrodymus. Tačiau dabar jiems reikės atsižvelgti į žymiai daugiau kruopščiai sukurtą ir turtingą medžiagą nei anksčiau.

Šaltinis: Allen P. Nutman, Vickie C. Bennett, Clark R. L. Draugas, Martin J. Van Kranendonk ir Allan R. Chivas.Spartus gyvenimo atsiradimas, atskleidus 3700 milijonų metų amžiaus mikrobų struktūras. // Gamta. 2016. DOI: 10.1038 / nature19355.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: