Durante décadas, os cientistas acreditavam que a atmosfera da Terra primitiva era muito reduzida, o que significa que o oxigênio foi muito limitado . Tais condições pobre em oxigênio teria resultado em uma atmosfera cheia de metano nocivo, monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e amônia . Até à data , continua a haver teorias e estudos de como a vida na Terra pode ter sido construída fora desta atmosfera cocktail mortal amplamente difundidas .
Em 2011, cientistas do Centro de Nova York para Astrobiology do Rensselaer Polytechnic Institute usou os minerais mais antigos na Terra para reconstruir as condições atmosféricas presentes na Terra logo após seu nascimento . Os resultados foram a primeira evidência direta de que a atmosfera antiga do planeta era como logo após a sua formação e desafiar diretamente anos de pesquisa sobre o tipo de atmosfera de que a vida surgiu no planeta.
Os cientistas mostraram que a atmosfera da Terra a apenas 500 milhões de anos após a sua criação não era um terreno baldio cheio de metano como proposto anteriormente , mas em vez disso foi muito mais próximo das condições de nossa atmosfera atual. Os resultados, em um artigo intitulado " O estado de oxidação de magmas Hadeano e implicações para a atmosfera primitiva da Terra", têm implicações para nossa compreensão de como e quando a vida começou neste planeta e poderia começar em outras partes do universo. A pesquisa foi financiada pela NASA.
Apesar de ser o ambiente que respira vida atualmente , vive e prospera em , nossa atmosfera oxidada não é actualmente entendida como um excelente ponto de partida para a vida. Metano e os seus homólogos de oxigênio - pobres têm muito mais potencial biológico para saltar a partir de compostos inorgânicos de aminoácidos de apoio à vida e DNA. Como tal, a descoberta pode revigorar as teorias que, talvez, os blocos de construção para a vida não foram criados na Terra, mas entregues a partir de outras partes da galáxia.
Cientistas Rensselaer virou estes pressupostos atmosféricas em suas cabeças com os resultados que comprovam as condições nos primórdios da Terra eram simplesmente não contribuem para a formação deste tipo de atmosfera , mas sim a uma atmosfera dominada pelos compostos mais ricos em oxigénio encontrados dentro de nossa atmosfera atual - incluindo a água , dióxido de carbono , e dióxido de enxofre .
Os resultados repousava sobre a teoria amplamente aceita de que a atmosfera da Terra era formada por gases liberados da atividade vulcânica em sua superfície. Hoje, como durante os primeiros dias da Terra , o magma que flui das profundezas da Terra contém gases dissolvidos . Quando que o magma se aproxima da superfície , esses gases são liberados para o ar circundante.
" A maioria dos cientistas diria que esta saída de gás a partir de magma foi o principal insumo para a atmosfera ", disse Watson. " Para compreender a natureza da atmosfera no início, 'nós necessários para determinar quais espécies de gás estavam nos magmas que abastecem a atmosfera. "
Como magma se aproxima da superfície da Terra , ou ele entra em erupção ou barracas na crosta , onde interage com as rochas circundantes, resfria e cristaliza em rocha sólida . Estes magmas congelados e os elementos que eles contêm podem ser literais marcos na história da Terra.
Um marco importante é zircão . Ao contrário de outros materiais que são destruídos ao longo do tempo pela erosão e de subducção , certos zircões são quase tão antiga quanto a própria Terra. Como tal, zircões pode literalmente contam toda a história do planeta - se você sabe as perguntas certas para perguntar.
Os cientistas procuraram determinar os níveis de oxidação dos magmas que formaram esses zircões antigos para quantificar , pela primeira vez, como oxidada foram os gases sendo liberados no início da história da Terra. Compreender o nível de oxidação pode significar a diferença entre o gás do pântano desagradável ea mistura de vapor de água e dióxido de carbono que estão atualmente tão acostumado a , de acordo com o principal autor do estudo Dustin Trail, um pesquisador de pós-doutorado no Centro de Astrobiologia .
" Ao determinar o estado de oxidação dos magmas que criaram zircão , poderíamos , então, determinar os tipos de gases que acabaria por fazer o seu caminho para a atmosfera ", disse Trail.
Para fazer isso Trail, Watson, e seu colega, pesquisador pós-doutorado Nicholas Tailby , recriou a formação de cristais de zircão em laboratório em diferentes níveis de oxidação . Eles literalmente criado lava no laboratório. Este procedimento resultou na criação de um medidor de oxidação que poderia, então, ser comparado com o zircão naturais .
Durante este processo, eles olharam para as concentrações de um metal terra rara chamada de cério nos zircões . O cério é um importante indicador de oxidação , porque ele pode ser encontrado em dois estados de oxidação , com um mais oxidada do que o outro . Quanto mais elevada for a concentração do tipo de cério mais oxidada em zircão , o mais provável oxidado a atmosfera foi depois da sua formação .
As calibrações revelou uma atmosfera com um estado de oxidação mais perto condições de apresentar - dia. Os resultados fornecem um importante ponto de partida para futuras pesquisas sobre as origens da vida na Terra.
" Nosso planeta é a fase em que tudo na vida tem jogado fora", disse Watson. "Nós não podemos sequer começar a falar sobre a vida na Terra até que saibamos o que é palco . E condições de oxigênio foram de vital importância por causa de como eles afetam os tipos de moléculas orgânicas que podem ser formados . "
Os resultados não, no entanto , são contrários às teorias existentes sobre a jornada da vida de anaeróbio para os organismos aeróbicos. Os resultados quantificar a natureza das moléculas de gás que contêm carbono , hidrogênio e enxofre na atmosfera mais cedo , mas não esclarecem muito sobre o aumento posterior do oxigênio livre no ar. Há ainda uma quantidade significativa de tempo para o oxigénio a acumular-se na atmosfera por meio de mecanismos biológicos , de acordo com a fuga .
O Galaxy diário via O Centro de Astrobiologia de Nova York
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