3,95 milliárd éves életciklus nyomai találhatók • Elena Naimark • Tudományos hírek az Elemekről • Az élet eredete, a geológia

Az élet valószínősége 3,95 milliárd éves

Ábra. 1. Kanadában található Labrador északi részén (Seglek granitoidblokk), ahol a kontinentális kőzetek egyik legősibb maradványai és mdsh; 3,95 milliárd éves korban. egy – pelitikus lerakódások, b – kvarcit konglomerátumok, c – karbonátos kőzetek, amelyek szilícium-kitöréses zárványokkal vannak ellátva, d – szilikátlapok. Szerves molekulákat és grafitot kivontunk ezekből a kőzetekből, és tulajdonságainkat vizsgáltuk. Képek a tárgyalt cikkbőltermészet

A japán geológusok továbbra is tanulmányozták a kontinentális kéreg legősibb maradványait, meghatározva az életkorukat 3,95 milliárd évvel. Ezen mintákból szerves molekulákat és grafitszemeket vettünk ki, amelyekhez mérjük a könnyű és nehéz szén izotópok arányát. A szerves anyagokban és a grafitban lévő könnyű izotópok mindegyik esetben észrevehetően nagyobbnak bizonyultak, mint a kapcsolódó karbonát ásványokban. A mű szerzői úgy vélik, hogy ez a szén-izotópok biológiai frakcionálásának bizonyítéka, ezért az élet létezését a legmélyebb ókorban a korai archeán kontinenseken lehet érvényesíteni. A grafit grafitok szinkronizációját a grafitok kristályosodási hőmérséklete és az ásványi anyagkészletek kialakulásának hőmérséklete, valamint a rétegek grafittel való előfordulásának sajátossága igazolja.A szerzők úgy vélik, hogy a kemogén frakcionálás nem valószínű, mivel nincsenek ásványi anyagok a szükséges kémiai reakciókból.

A legmagasabb prioritásnak számít a modern tudomány legrégebbi nyomainak keresése. Nyilvánvaló, hogy kapcsolatban áll az élet eredetének rejtélyével a bolygón. Itt fontos, hogy ne csak elképzelhető hipotéziseket teremtsünk, hanem figyelemre méltó és még megfelelő módon kidolgozott tényeket is. Eddig a legígéretesebbek a Grönland és Észak-Kanadában a legrégebbi üledékes kőzetek, amelyek életkorát különböző viszonylagos bizalommal, 3,7-3,95 milliárd évvel határozzák meg (lásd T. Komyia és munkatársai, 2015). Eoarchean,> 3,95 Ga, Nulliak Supracrustal Rocks az északi földtani csoportban, Észak-Labrador, Kanada: A legrégebbi geológiai bizonyítékok a lemez tektonikához).

Ezekben az ősi üledékes rétegekben különböző időkben az élet jelenlétének nyomai találhatók. Az Isua Formáció (északi Grönland, 3,8 milliárd éves) a szén-izotópok biológiai frakcionálására gyanakodott, amit a grafitszemcsék elemzésekor találtunk. A grafitokban lévő szén-izotóp-frakcionálás nyomai az Akilia-szigeten (Akilia, Déli-Grönland) 3,85 milliárd éves életkori rétegekben találhatók meg, amelyet az élet megnyilvánulásaként értelmeztek.Egy másik kísérlet a 3,75 milliárd éves szén-izotópos összetételen alapuló Grönland-sziklák életének megteremtésére a Nuvvuagittuk Formáció (Nuvvuagittuq) grafitjainak tanulmányozásához kapcsolódik, egyébként a 4,28 milliárd éves kontinens legősibb maradványait tartalmazza) .

Mindegyik esetben a grafittek szinkronizációja a gazda-kőzetekkel valahogy megkérdőjelezték. Valamennyi grafitot a felületi rétegek későbbi kiegészítéseként ismerik fel, valamint a későbbi tektonikai események elrendelésének eredményéről (lásd például CM Fedo, MJ Wighthouse, 2002. A kvarc-piroxén kőzet, az Akilia, Grönland metrosomatikus eredete és a Föld legkorábbi életének következményei) . Ebben az összefüggésben a szkepticizmus meglehetősen érthető, amely minden új üzenetet kísér a "legősibb élet nyomai" -ról.

Egy nemrégiben készült jelentés a stromatolit-szerű alakzatok felfedezéséről az Isua-formációban kissé csökkentette a szkepticizmus mértékét (lásd a 3.7 milliárd évvel korábbi Stromatolit-t, amely a legidősebb élettartam a Földön, elemek, 2016. szeptember 5.). Ezeknek a réteges struktúráknak a morfológiája összhangban van a kromatográfiás növekedés jellemző jeleivel, így teljesen demonstrációs. Az üzenetben azonban nem jelentettek fosszilis sejteket vagy extracelluláris képződéseket vagy a szén izotópok frakcionálásának jeleit.Valószínűleg azért, mert nem fedezték fel őket (ha más lenne, akkor az első oldalon írták volna). És nincsenek grafitszemcsék is.

magazin természet lehetőséget nyújt arra, hogy megismerkedjen az új kísérlet megmutatásával az élet jelenlétét a legrégebbi üledékes kőzetekben. A japán geológusok (Tokiói Egyetem, Tohoku Egyetem és Kiyoku Egyetem, Oszaka) vállalták. Munkájuk a Labrador legöregebb üledékes sziklájához kapcsolódik (meta-üledékes zárványok blokkjai a fiatalabb metamorf blokkokban). Tehát mielőtt megtudnák, hogy a kontinensek mozgásának legősibb (3 95 milliárd év) nyomai vannak (lásd T. Komiya és mások, már említett cikkét, 2015).

Nagyszerű dolgok! Érdemes megnézni az élet jeleit. A tudósok rendelkezésére álltak öt helyszínből álló minták, amelyek 3,8-3,95 milliárd éves koruktól származnak. Az öt hely közül háromból pelitikus (agyag) megjelenésű üledékes kőzetekből állnak, egy másik kvarcit konglomerátumban vizsgálták, az utóbbi pedig karbonátos gazdarétegekben lévő szilicium-zárványokban.

Ilyen esetekben nemcsak a szokásos ásványi anyagok – pirofotit, gránát, kvarc, biotit -, hanem különféle formájú fekete grafitos szemcsék voltak láthatóak az öt vizsgált helyszín mindegyikének sziklájára vékony vékony szakaszokban, valamint különböző formájú fekete grafitos szemcsék (2.Ezek a grafitos formációk más ásványi részecskékhez kapcsolódtak: be voltak zárva (például kvarcban vagy gránátban), vagy szorosan kötődtek ásványi részecskékhez. Általánosságban a grafit biogenikus és kemogén eredetű lehet. Az első esetben sokkal könnyebb izotópos összetételnek kell lennie, mint más karbonáttartalmú ásványi anyagok. Pontosan ezt vizsgálták a kutatók. Érdekelték az ilyen kőzetekben szétszórt szerves molekulák izotópos összetételét is.

Ábra. 2. A Labrador legöregebb üledékes kőzetének övének két különböző régiójából származó vékony részek általános áttekintése. Különböző ásványi anyagokat jelölnek vékony szakaszokban: pirofotit (Po), gránát (Grt), kvarc (Qtz), biotit (Bt), grafit (grafit). A grafit úgy néz ki, mint a különböző formájú fekete zárványok. Kép a cikkből a vita során természet

A 3. ábra a széntartalmú szerves szén izotóp összetételének mérését mutatja. A mérésekben a szóródás másnak bizonyult, és a pelitikus rétegek mintáinak maximális értéke. Fontos, hogy az izotóp arány minden esetben egyértelműen megnövelte a könnyű szén-izotóp arányát 12C szerves vegyületekben a karbonát anyagok szervetlen szén-dioxiddal összehasonlítva.Tehát teljesen lehetséges, és ezen szerves molekulák biológiai eredete.

Ábra. 3. A szerves szén izotóp összetételének eloszlása ​​különböző üledékes formációkban: karbonátkőzetek (kék), szilícium-csomók (szürke), pelitikus üledékeket (réteges ásványokat, barna) és a kvarcit konglomerátumok (a piros). A mérések elvégzéséhez a szerves szenet kivontuk viszonylag magas grafit tartalmú mintákból, és a grafitszemcséket külön vizsgáltuk. A kapott eloszlást összehasonlítjuk a szerves szén izotópos összetételével az Isua-képződéssel. is az alsó panelben Az izotópos eltolódás elméleti amplitúdója különböző anyagcsere folyamatokban látható. Ábra a tárgyalt cikkből természet

De most a kapott disztribúciókat össze kell hasonlítani a grafitszemcsék adataival: hogy mely eloszlások egy része csökken?

Ábra. 4. Grafit szemek különböző üledékes formációkból. Ábra a tárgyalt cikkből természet

Pelitikus kőzetekből álló minták esetében a grafitok és a szerves molekulák izotópos összetétele többé-kevésbé hasonlónak bizonyult.De a kvarcit konglomerátumokban ezek a mutatók jelentősen különböztek egymástól: a grafitokban szignifikánsan alacsonyabb értékek voltak. A számok a következők: a -20,3-os konglomerátumok szerves szén esetében és -26,1-től 33,6-ig a grafitszemcsék esetében; pelitikus ásványi anyagokban, -28,2 ‰ szerves molekuláknál és -19,3 és -30,8 között grafitszemcsék esetében. Ismét meg kell gyõzõdni az "élõ erõk" fellépésérõl.

Most, miután megerősítést nyert, hogy mind a szerves molekulák, mind pedig különösen a grafitok könnyű szén izotópkompozícióval rendelkeznek, meg kell erősíteni a szerves anyagok szinkronicitását és a grafitot körülvevő kőzetekkel. Ezenkívül jó lenne becsülni a grafitok korát is.

Ehhez a mű szerzői jól ismert technikákat alkalmaztak, mivel a minták alkalmasak erre. Először megvizsgáltuk azokat a hőmérsékleteket, amelyeken az ásványi anyagok halmaza alakult, amit a kőzetekben határoztak meg (különösen a gránát és a biotit relatív kémiai összetétele jó geotermométer). Az átlagos becslés 585 és 800 ° C közötti volt különböző rétegekben (5. Meghatároztuk a grafit kristályosodási hőmérsékletét a megfelelő mintákban is: 563-650 ° C-os átlagértékeket adtunk.

Ábra. 5. A gazda-kőzet ásványi anyagai által kiszámított modellhőmérsékletek (rózsaszín csíkos), valamint a grafitszemcsék hőmérsékleti becslése a pelitikus kőzetekben (vannak adatok más helyekre, kevésbé konzisztensek egymással). nyíl olyan esetekben használják, ahol nem lehet a hőmérsékleti tartomány felső határát elérni – akkor a grafit átlagértéke 650 ° C. Ábra a tárgyalt cikkből természet

Tehát a jellemző ásványi anyagok képződésének hőmérséklete és a grafit kristályosodása körülbelül az öt helyszín közül négynek felel meg. Ezért szinkronnak kell lenniük.

A grafit életkora nem határozható meg közvetlenül. De a szerzők a kőzetek előfordulásának jellemzőire támaszkodva arra a következtetésre jutnak, hogy a szerves anyagok késői bevezetése kizárható. Nem tartják valószínűnek, hogy a szén-izotópok frakcionálása a kémiai reakciók eredményeképpen történt, mivel nem észlelték a lehetséges szubsztrátok és az ilyen reakciók termékeinek jelét.

Ennek a munkának az eredményei nem örülnek annyira örömmel a korai élet bizonyítékainak megismerésében, hanem újra gondolkodunk azokról a módszerekről és logikai konstrukciókról, amelyeket (mi?) Használhatunk.Miért olyan helyeken, ahol a bakteriális élet morfológiai jelei vannak, nincs könnyű szén-izotóp jele, és fordítva, ahol könnyű szén van, nincs olyan morfológiai struktúra, amely sejtes életet jelez? Miért hasonlítanak össze a szerzők a szén-dioxid-indikátorokkal az Isua-nál, bár léteznek bizonyos szkepticizmus a genezisük tekintetében? És miért alakultak ki a Szelek blokkban lévő szén-izotópok eloszlásával kapcsolatos adatok ahhoz, hogy annyira hasonlítsák az Isua-t, hogy az eloszlás helyett két csúcsot is megismételnek? Ez azt jelenti, hogy a geológusok kritikája az Isua grafite eredetének hipotéziseiről nem igazolható 100% -ban? Vagy az indokolás nem elég megbízható a Seglek blokkhoz? A mű szerzői nem foglalkoznak ezekkel a kérdésekkel, így az olvasóknak saját maguk és saját meggyőződéseik révén kell meggyőzniük őket.

Mindenesetre fontos, hogy gyanús "biológiai aláírással" rendelkező tényszerű anyagot találjon, amelynek hitelességét komolyan meg kell vitatni.

Forrás: Takayuki Tashiro, Akizumi Ishida, Masako Hori, Motoko Igisu, Mizuho Koike, Pauline Méjean, Naoto Takahata, Yuji Sano, Tsuyoshi Komiya. Korai életciklus a 3.95 Ga üledékes sziklákról Labradorban, Kanada // természet. 2017. DOI: 10.1038 / nature24019.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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