Dodano: 25 październik 2021r.

Ślady życia sprzed 2,5 miliarda lat odkryte wewnątrz rubinu

Analizując niektóre z najstarszych kamieni szlachetnych na świecie, naukowcy z Uniwersytetu Waterloo odkryli w rubinie pochodzącym sprzed 2,5 miliarda lat osad węglowy, który zawiera dowody na występowanie życia na Ziemi.

Ślady życia sprzed 2,5 miliarda lat odkryte wewnątrz rubinu

 

Rubiny - błyszczące, czerwone kamienie szlachetne zbudowane z przezroczystego minerału, odmiany korundu. Powstają pod wpływem intensywnego ciepła i ciśnienia na granicach płyt tektonicznych Ziemi, gdzie tworzy się niezbędne do tego środowisko. Kamienie zawdzięczają swoją czerwoną barwę dzięki obecności rzadkiego pierwiastka – chromu. Im jest go więcej, tym bardziej czerwony kolor będzie miał klejnot.

Jak wszystkie minerały, rubiny także różnią się czystością i przejrzystością. W procesie powstania mogą pojawić się zanieczyszczenia czy inkluzje w drogocennych klejnotach. To może sprawić, że takie kamienie nie będą nadawać się na biżuterię, ale dla nauki są nieocenione.

Najstarsze rubiny na naszej planecie pochodzą głównie z Grenlandii. Podczas badania jednego z takich kamieni grupa naukowców natrafiła na grafit wewnątrz klejnotu – formę węgla, która, jak twierdzą uczeni, może być pozostałością pradawnego życia mikrobiologicznego. Opis nowych badań ukazał się na łamach pisma „Ore Geology Reviews” (DOI: 10.1016/j.oregeorev.2021.104417).

Dowody pradawnego życie zamknięte w rubinie

Zespół badawczy kierowany przez Chrisa Yakymchuka z Uniwersytetu Waterloo w Ontario w Kanadzie postanowił zbadać geologię rubinów, aby lepiej zrozumieć warunki niezbędne do ich powstania. Podczas badań na Grenlandii, gdzie znajdują się najstarsze znane złoża rubinów na świecie, zespół znalazł kamień zawierającą grafit. Analiza osadu zasugerował, że jest to pozostałość wczesnego życia.

Grafit może powstawać abiotycznie, to znaczy w procesach fizykochemicznych. Ale może również powstać w wyniku procesów biologicznych. Jednym ze sposobów dostrzeżenia różnicy jest określenie poszczególnych izotopów węgla, które są formą tego samego pierwiastka, ale różnią się liczbą neutronów w jądrze, a co za tym idzie, mają różne masy. Ponad 98 proc. węgla na planecie ma masę wynoszącą 12 jednostek masy atomowej. Ale niektóre atomy węgla są cięższe i mają masę 13 lub 14 jednostek masy atomowej.

Po przeanalizowaniu stosunku różnych izotopów węgla w graficie, zespół doszedł do wniosku, że odkryty w rubinie osad ma pochodzenie biologiczne. Według uczonych powstał ze starożytnej formy życia.

- Grafit wewnątrz tego rubinu jest naprawdę wyjątkowy. Po raz pierwszy widzimy w nim dowody istnienia starożytnego życia – przyznał w oświadczeniu Yakymchuk. - Materia żywa składa się preferencyjnie z lżejszych atomów węgla, ponieważ ich włączenie do komórek wymaga mniej energii. Na podstawie zwiększonej ilości węgla-12 w tym graficie doszliśmy do wniosku, że akurat te atomy węgla były kiedyś życiem, najprawdopodobniej mikroorganizmami, takimi jak cyjanobakterie – powiedział Yakymchuk.

Życie na Ziemi miliardy lat temu

W czasie, gdy prawdopodobnie żył ten mikroorganizm, planeta nie miała zbyt dużo tlenu — pierwiastka niezbędnego do powstania złożonego życia. Życie na Ziemi 2,5 miliarda lat temu było niezwykle ograniczone. Jedynym, co mogło wówczas przetrwać, były malutkie drobnoustroje. Uważa się, że cyjanobakterie są jednymi z pierwszych form życia na Ziemi i to właśnie one przez miliardy lat przekształcania światła słonecznego w energię stopniowo wytwarzały tlen niezbędny do ostatecznej ewolucji złożonego życia.

Ten rubin z grafitowym osadem, choć według autorów badań zawiera dowody na istnienie życia na Ziemi już 2,5 miliarda lat temu, to nie jest najstarszym jak dotąd dowodem istnienia życia na naszej planecie. Niektóre badania wskazują na skamieliny sprzed 3,5 miliarda lat sugerując, że są to pozostałości pradawnych mikroorganizmów (więcej na ten temat w tekstach: Dowody na istnienie życia na Ziemi sprzed 3,5 mld lat, Mikroskamieniałości pierwotnych drobnoustrojów znalezione w skałach sprzed 3,4 miliarda lat). Zagadnienie to jest szeroko dyskutowane w środowisku naukowym i spór ten pewnie jeszcze potrwa, dopóki nie będzie niezbitych dowodów.

Grafit niezbędny do powstania rubinów?

Pomijając to, omawiany kamień szlachetny jest z pewnością pierwszym rubinem, w którym znaleziono ślady po pradawnym życiu. - Obecność grafitu daje nam również więcej wskazówek, aby określić, w jaki sposób rubiny tworzyły się w tym miejscu, co jest niemożliwe do wykonania bezpośrednio na podstawie koloru i składu chemicznego rubinu – powiedział Yakymchuk.

Pierwotny cel badań, czyli poznanie procesów prowadzących do powstania rubinów, został po części zrealizowany. Uczeni sądzą, że bardzo prawdopodobne jest to, że do powstania rubinów niezbędny jest właśnie grafit. Jak przyznali badacze, zmienia on chemię otaczających go skał i tworzy sprzyjające warunki do rozwoju tych czerwonych kamieni szlachetnych. Jak pokazały modele, bez grafitu, nie byłoby możliwe uformowanie się rubinów, przynajmniej jeśli chodzi o najstarsze znane złoża rubinów na Grenlandii.


Źródło i fot.: University of Waterloo