کشف یک سنگ ،تاریخ حیات اولیه را ۳۰۰ میلیون سال به عقب برد

محققان قبلاً ساختارهای لوله ای رشته ای کوچکی را در سنگ پیدا کرده بودند، اما به نظر می رسد این ساختارها توسط باکتری ها ایجاد شده باشند. با این حال، همه دانشمندان موافق نیستند که این ساختارها منشأ بیولوژیکی دارند.

اکنون، پس از تجزیه و تحلیل بیشتر، محققان دانشگاه کالج لندن ساختار بسیار بزرگتر و پیچیده تری را در داخل سنگ کشف کرده اند که یک ساختار ساقه ای با شاخه های موازی در یک طرف در طول حدود یک اینچ است.

اگرچه می توان تصور کرد که برخی از ساختارها توسط واکنش های شیمیایی تصادفی ایجاد شده اند، اما محققان بیان کردند که ساختار ساقه با شاخه های موازی به احتمال زیاد منشأ بیولوژیکی داشته است، زیرا تاکنون ساختار مشابهی در اثر واکنش های شیمیایی ایجاد نشده است.

اولین شواهد شناخته شده از حیات بر روی زمین تاکنون از یک صخره 3.46 میلیارد ساله در غرب استرالیا که حاوی فسیل های میکروسکوپی کرم مانند بود، به دست آمد.

دکتر دومینیک پاپینو، نویسنده اصلی این مطالعه در دانشکده دانشگاه کالج لندن از علوم زمین در آنجا گفت: “در این مطالعه، ما به شواهد مختلفی نگاه کردیم تا نشان دهیم که تعداد انواع مختلف باکتری از 3.75 تا 4.28 میلیارد سال پیش متغیر بوده است.” زمین بود این بدان معناست که زندگی ممکن است 300 میلیون سال پس از تشکیل زمین آغاز شده باشد. از نظر زمین شناسی، این فرآیند بسیار سریع است و مانند چرخش خورشید به دور کهکشان ما است.

محققان همچنین شواهدی از نحوه دریافت انرژی باکتری ها به روش های مختلف پیدا کردند. آنها محصولات جانبی شیمیایی معدنی را در سنگ پیدا کردند که با میکروب های باستانی متشکل از آهن، گوگرد و احتمالاً دی اکسید کربن سازگار بود که نور را از طریق فرمی بدون اکسیژن از فتوسنتز دریافت می کرد و در آن زندگی می کرد.

نتایج این اکتشافات جدید نشان می دهد که انواع حیات میکروبی ممکن است در زمین اولیه وجود داشته باشد. وجود آنها همچنین پیامدهایی برای امکان حیات فرازمینی دارد.

در این مطالعه، محققان سنگ های کمربند پوسته صف نووآگیتوک (NSB) را که توسط دکتر پاپینو در سال 2008 جمع آوری شده بود، بررسی کردند.

کمربند روی پوسته نواگیتوک زمانی بخشی از بستر دریا بود و بنابراین حاوی برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی شناخته شده روی زمین است که تصور می‌شود در نزدیکی سیستم چاه‌های گرمابی قرار دارند. این زمین است که از نظر زمین‌شناسی آب‌های اطراف را گرم می‌کند.

محققان سنگ را به قطعاتی به ضخامت کاغذ (100 میکرون) برش دادند تا از نزدیک ساختارهای میکروفسیل مانند ساخته شده از هماتیت و نوعی اکسید آهن که در کوارتز محصور شده است را مشاهده کنند.

این سنگ بیش از دو برابر ضخامت سنگ های قبلی بود که توسط محققان بریده شده بود و به محققان اجازه می داد ساختارهای هماتیت بزرگتری را ببینند.

آنها این ساختارها و ترکیبات را با فسیل‌های جدیدتر و باکتری‌های اکسیدکننده آهن در نزدیکی سیستم‌های حفاری مدرن مقایسه کردند.

این تیم علاوه بر تجزیه و تحلیل نمونه‌های سنگ در زیر چندین میکروسکوپ رامان و نور (که پراکندگی نور را اندازه‌گیری می‌کند)، از بخش‌هایی از سنگ برای پردازش هزاران تصویر با استفاده از دو تکنیک تصویربرداری با وضوح بالا با استفاده از یک ابر رایانه بازسازی‌شده دیجیتالی استفاده کرد.

روش اول میکرو سی تی یا میکروتوموگرافی بود که از اشعه ایکس برای مشاهده هماتیت داخل سنگ ها استفاده می کرد. روش دوم یک پرتو یون متمرکز بود که قطعات سنگی با ضخامت 200 نانومتر را با میکروسکوپ الکترونی ادغام شده در هر بخش بررسی کرد. هر دو تکنیک مجموعه‌ای از تصاویر را تولید کردند که برای ایجاد مدل‌های سه بعدی با اهداف متفاوت مورد استفاده قرار گرفتند.

محققان در تجزیه و تحلیل خود به این نتیجه رسیدند که ساختارهای هماتیت نمی توانند با فشرده سازی و گرم کردن سنگ (دگرگونی) در طی میلیاردها سال شکل گرفته باشند.

آنها ادعا کردند که این ساختارها در کوارتز کوچکتر (کمتر تحت تأثیر دگرگونی) بهتر از کوارتز بزرگتر (که دگرگونی بیشتری داشته است) حفظ می شوند.

محققان همچنین سطوح عناصر خاکی کمیاب را در سنگ بررسی کردند و دریافتند که سطح آنها مانند سایر نمونه های سنگی باستانی است. این تایید می کند که این رسوبات بستر دریا به اندازه سنگ های آتشفشانی اطراف قدمت دارند.