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 اند. 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 بزرگتر و پیچیده تری را در داخل سنگ کشف کرده اند، ساختاری تنه مانند با شاخه های موازی در یک طرف به طول حدود یک سانتی متر.

به گفته محققان، اگرچه تصور می‌شود برخی از ساختارها توسط واکنش‌های شیمیایی تصادفی ایجاد شده‌اند، اما ساختار ساقه مانند با شاخه‌های موازی احتمالاً منشأ بیولوژیکی دارد، زیرا ساختار مشابهی از طریق واکنش‌های شیمیایی ایجاد نشده است.

اولین شواهد شناخته شده از حیات بر روی زمین تاکنون از یک سنگ 3.46 میلیارد ساله از استرالیای غربی که حاوی فسیل های میکروسکوپی شبیه به کرم بود، به دست آمد.

دکتر دومینیک پاپینو، نویسنده ارشد این مطالعه از دانشگاه کالج لندن گفت: در این مطالعه، ما به شواهد مختلفی نگاه کردیم تا نشان دهیم که تعدادی از گونه‌های مختلف باکتری بین 75/3 تا 28/4 میلیارد سال پیش بوده‌اند. علوم زمین، زمین بود. این بدان معناست که حیات می تواند 300 میلیون سال پس از شکل گیری زمین آغاز شود. از نظر زمین شناسی، این فرآیند بسیار سریع است و شبیه به چرخش خورشید به دور کهکشان ما است.

محققان همچنین به شواهدی دست یافتند که نشان می‌دهد چگونه باکتری‌ها انرژی خود را از راه‌های مختلف به دست می‌آورند. آن‌ها محصولات جانبی شیمیایی معدنی را در سنگ‌ها یافتند که با میکروب‌های باستانی متشکل از آهن، گوگرد و احتمالاً دی‌اکسید کربن که نور را از طریق نوعی فتوسنتز بدون اکسیژن دریافت کرده و در آن زندگی می‌کنند، مطابقت دارد.

نتایج این اکتشافات جدید حاکی از آن است که ممکن است انواع حیات میکروبی در زمین اولیه وجود داشته باشد. حضور آنها همچنین پیامدهایی برای احتمال حیات فرازمینی دارد.

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

کمربند روی پوسته نواگیتوک زمانی بخشی از کف دریا بود و بنابراین حاوی برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی شناخته شده روی زمین است که گمان می‌رود در نزدیکی یک سیستم چاه گرمابی قرار دارند. زمینی است که آب اطراف را از نظر زمین شناسی گرم می کند.

محققان سنگ ها را به قطعاتی به ضخامت کاغذ (100 میکرون) برش دادند تا از نزدیک ساختارهای فسیل مانند ساخته شده از هماتیت، نوعی اکسید آهن موجود در کوارتز را مشاهده کنند.

ضخامت سنگ ها بیش از دو برابر سنگ های قبلی بود که محققان برش داده بودند و به محققان اجازه می داد ساختارهای بزرگتری از هماتیت را ببینند.

آنها این ساختارها و ترکیبات را با فسیل های جدیدتر و همچنین باکتری های اکسید کننده آهن در نزدیکی سیستم های حفاری چاه مدرن مقایسه کردند.

این تیم علاوه بر تجزیه و تحلیل نمونه‌های سنگ در زیر میکروسکوپ‌های مختلف نور و رامان (که پراکندگی نور را اندازه‌گیری می‌کند)، از قطعات سنگ برای پردازش هزاران تصویر با استفاده از دو تکنیک تصویربرداری با وضوح بالا با استفاده از یک ابر رایانه استفاده کرد. به صورت دیجیتالی بازسازی شده است.

روش اول توموگرافی کامپیوتری یا میکرو تصویر بود که از اشعه ایکس برای بررسی هماتیت داخل سنگ ها استفاده می کند. روش دوم یک پرتو یون متمرکز بود که قطعات سنگی با ضخامت 200 نانومتر را با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی یکپارچه در هر بخش بررسی کرد. هر دو روش مجموعه‌ای از تصاویر را تولید کردند که برای ایجاد مدل‌های سه بعدی برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گرفتند.

در تجزیه و تحلیل خود، محققان به این نتیجه رسیدند که ساختارهای هماتیت نمی توانند با فشرده سازی سنگ و حرارت دادن (دگردیسی) در طول میلیاردها سال تشکیل شوند.

آنها گزارش می دهند 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 کمیاب خاکی را در سنگ مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که سطح آنها مشابه سایر نمونه های سنگی باستانی است. این تأیید می کند که رسوبات کف دریا به اندازه سنگ های آتشفشانی اطراف قدمت دارند.