Maleńkie meteoryty uderzyły w Ziemię około 2,7 miliarda lat temu. Dzięki nim możemy sobie wyobrazić, jak mogła wyglądać wczesna atmosfera naszej planety.

Mniej więcej 2,7 miliarda lat temu maleńkie meteoryty wielkości ziaren piasku spadły na prastary krajobraz, zostawiając po sobie próbki dawnej atmosfery naszej planety. 
 

Małe ogniste kule – obecnie najstarsze znane nam mikrometeoryty – zaczęły spadać jako kawałki żelaza i niklu. Ale przy przelatywaniu przez górną część atmosfery ziemskiej, około 75 kilometrów nad powierzchnią planety, pod wpływem ciepła skrystalizowały się formując kropelki z tlenku żelaza. 
 

Te tlenki sugerują, że ówczesna górna część atmosfery składała się w mniej więcej 20 procentach z tlenu, proporcjonalnie do aktualnego poziomu. To niespodziewane odkrycie dla ery archaicznej, czasu kiedy ziemska atmosfera bliżej powierzchni prawie nie zawierała tlenu. 
 

Odkrycie zostało opisane 11 maja 2016 w czasopiśmie Nature i jest najnowszą, i prawdopodobnie najbardziej niekonwencjonalną, próbą poznania pradawnej atmosfery Ziemi. To teraz  gorący temat wśród badaczy wczesnej historii ludzkości. 
 

- Wszystko zaczęło się od spontanicznej chęci spróbowania czegoś nowego w nauce – i fajnie, że się udało – opowiada Andy Tomkins z Monash University w Melbourne, który przewodził badaniom. 
 

- Nigdy bym nie przypuszczał, że Andy może to zrobić – komentuje Jim Kasting z Penn State University, ekspert badający wczesną atmosferę Ziemi, który jednak nie uczestniczył w badaniach. 
 

Precyzyjne badania
 

Bazując na składzie pradawnych minerałów, badacze od wielu lat wiedzieli, że do mniej więcej 2,3 miliarda lat temu tlen wytwarzany przez naturę na drodze fotosyntezy nie zbierał się w niższych warstwach atmosfery. 
 

Jednak modele chemiczne sugerowały, że wyższe warstwy atmosfery, pomiędzy 50 i 100 kilometrem, były właściwie innym światem, gdyż pod wpływem promieniowania słonecznego liczne cząsteczki dwutlenku  węgla rozpadały się wytwarzając tym samym dużą ilość tlenu i tlenku węgla. 
 

Problem tkwił w tym, że naukowcy nie widzieli sposobu na przetestowanie tej części prastarej atmosfery. Aż do momentu, kiedy grupa naukowców z Tomkinsem na czele wyruszyła na poszukiwania najstarszych mikrometeorytów w pradawnych złożach wapienia w Australii Zachodniej. 
 

Naukowcy bardzo się postarali, by ich próbki nie zostały zanieczyszczone przez dzisiejszy brud kosmiczny, ani by nie rozpuściły się pod wpływem oddzielenia mikrometeorytów od wapienia podczas kąpieli w kwasie. 
 

Mikrometeoryty które znaleźli są prawie miliard lat starsze od dotychczasowych najstarszych próbek. I mimo ich wieku, 60 odzyskanych mikrometeorytów jest w dobrym stanie i zachowało wiele mówiące znaki świadczącej o ich kosmicznym pochodzeniu i spaleniu w atmosferze. 
 

Meenakshi Wadhwa, dyrektorka Centrum Studiów nad Meteorytami w Arizona State University, chwali naukowców za zadbanie o szczegóły. Mikrometeoryty są głównym źródłem kosmicznych zanieczyszczeń i stanowią większość ze 100 ton kosmicznych odpadów spadających na Ziemię każdego dnia.
 

„Początkowo sceptycznie podchodziłam do pomysłu, by takie cząsteczki mogły przetrwać w skałach mających 2,7 miliona lat, ale dowody są przekonujące” – pisze w e-mailu Wadhwa. 
 

Oszukać ET
 

Pionierskie badanie pozostawia jednak więcej pytań niż odpowiedzi. Szacowane pod wpływem badań meteorytów poziomy tlenu w atmosferze są mniej więcej 10 razy wyższe niż  sugerują dotychczasowe teorie. Co więcej, jeśli w wyższych warstwach atmosfery rzeczywiście było tyle tlenu, dlaczego nie dotarł on do niższych warstw?
 

Jednak Kasting, światowy ekspert z zakresu atmosfery z epoki archaiku, jest przekonany, że nowa metoda jest logiczna. Wyraził nawet chęć przyłączenia się do grupy w przyszłych badaniach. 
 

Możliwe też, że wnioski płynące z badań można rozciągnąć daleko poza naszą planetę, a nawet cały system słoneczny. 
 

Astrobiolog Timothy Lyons z University of California, Riverside, podkreśla, że odkrycia badaczy mogą podkręcić przyszłe poszukiwania istot pozaziemskich. Jedna z najbardziej obiecujących strategii w szukaniu ET wymaga użycia teleskopów do wdychania pozasłonecznych atmosfer dla związków, które tylko życie może wytwarzać w dużej ilości. 
 

Ale jeśli górna warstwa atmosfery zawiera ogromne ilości tlenu – który z reguły kojarzony jest z życiem – to atmosfery innych planet mogą się wydawać bogatsze w tlen niż tak naprawdę są, co potencjalnie byłoby fałszywym alarmem dla poszukiwaczy obcych.  
 

- Naukowcy pokazali nam, że może być tam dużo tlenu, który jednak nie ma nic wspólnego z tym, czego szukamy – czyli śladów życia wytwarzającego ten tlen – stwierdza Lyons. 
 

Tekst: Michael Greshko
 

Źródło: National Geographic News