Kira-kira 2,4 bilion tahun yang lalu, atmosfer Bumi mengalami perubahan besar yang dikenal sebagai "Acara Pengoksidaan Hebat". Kini para penyelidik dari New York Center for Astrobiology di Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan beberapa mineral tertua yang diketahui wujud untuk membantu memahami apa yang mungkin berlaku kira-kira lima juta tahun selepas Bumi muncul.
Sebilangan besar, saintis berteori bahawa atmosfera Bumi awal didominasi oleh metana berbahaya, karbon monoksida, hidrogen sulfida, dan amonia. Campuran yang sangat berkurang ini menghasilkan jumlah oksigen yang terhad dan telah membawa kepada pelbagai teori mengenai bagaimana kehidupan mungkin bermula dalam lingkungan yang begitu bermusuhan. Namun, dengan melihat lebih dekat mineral kuno untuk tahap pengoksidaan, saintis di Rensselaer membuktikan atmosfera Bumi awal sama sekali tidak seperti itu ... tetapi menyimpan sejumlah besar air, karbon dioksida, dan sulfur dioksida.
"Kita sekarang dapat mengatakan dengan pasti bahawa banyak saintis yang mempelajari asal-usul kehidupan di Bumi hanya memilih suasana yang salah," kata Bruce Watson, Profesor Sains Institut di Rensselaer.
Bagaimana mereka boleh yakin? Penemuan mereka bergantung pada teori bahawa atmosfer Bumi terbentuk secara berapi. Setiap kali magma mengalir ke permukaan, ia melepaskan gas. Sekiranya ia tidak sampai ke puncak, maka ia berinteraksi dengan batu-batu di sekitarnya di mana ia menyejuk dan menjadi simpanan berbatu dengan sendirinya. Deposit ini - dan pembinaan unsurnya - membolehkan sains melukis potret keadaan yang tepat pada masa pembentukannya.
"Sebilangan besar saintis berpendapat bahawa penyebaran dari magma adalah input utama ke atmosfer," kata Watson. "Untuk memahami sifat atmosfera" pada awalnya, "kita perlu menentukan spesies gas apa yang ada di dalam magma yang menyediakan atmosfera."
Salah satu yang paling penting dari semua komponen magma adalah zirkon - mineral yang hampir sama tua dengan Bumi itu sendiri. Dengan menentukan tahap pengoksidaan magma yang membentuk zirkon kuno ini, saintis dapat menyimpulkan berapa banyak oksigen yang dibebaskan ke atmosfera.
"Dengan menentukan keadaan pengoksidaan magma yang menghasilkan zirkon, kita kemudian dapat menentukan jenis gas yang akhirnya akan masuk ke atmosfera," kata penulis utama kajian Dustin Trail, seorang penyelidik pasca doktoral di Pusat Astrobiologi.
Untuk membolehkan kerja mereka, pasukan berusaha memasak magma di persekitaran makmal - yang menyebabkan penciptaan alat pengoksidaan untuk membantu mereka membandingkan spesimen buatan mereka dengan zirkon semula jadi. Kajian mereka juga memasukkan mata hati-hati untuk logam Bumi yang jarang disebut cerium yang dapat wujud dalam dua keadaan pengoksidaan. Dengan memaparkan cerium dalam zirkon, pasukan dapat yakin suasana lebih teroksidasi setelah penciptaannya. Penemuan baru ini menunjukkan keadaan atmosfera lebih seperti keadaan kita sekarang ... menetapkan tahap untuk titik permulaan baru di mana asas kehidupan bermula di Bumi.
"Planet kita adalah tahap di mana semua kehidupan telah dimainkan," kata Watson. "Kita bahkan tidak boleh mula membicarakan kehidupan di Bumi sehingga kita tahu apa tahap itu. Dan keadaan oksigen sangat penting kerana bagaimana ia mempengaruhi jenis molekul organik yang dapat terbentuk. "
Walaupun "kehidupan seperti yang kita ketahui" sangat bergantung pada oksigen, suasana semasa kita mungkin bukan model yang ideal untuk melahirkan kehidupan primordial. Kemungkinan besar atmosfera yang kaya dengan metana mungkin "mempunyai lebih banyak potensi biologi untuk melompat dari sebatian anorganik ke asid amino dan DNA yang menyokong kehidupan." Ini membiarkan pintu terbuka lebar untuk teori alternatif, seperti panspermia. Tetapi jangan menjual keputusan pasukan dengan singkat. Mereka masih mendedahkan sifat awal gas di Bumi, walaupun mereka tidak menyelesaikan teka-teki Kejadian Pengoksidaan Hebat.
Sumber Kisah Asal: Siaran Berita Institut Politeknik Rensselaer.
