Modelis rodo, kad prebiologinei chemijai Žemėje sąlygos susidarė prieš maždaug 4,33 mlrd. metų
Planetary Science Institute vyresnysis mokslo darbuotojas su kolegomis apskaičiavo, kada jauna Žemė atvėso tiek, kad joje galėjo išsilaikyti prebiologinė chemija. Tyrėjų atsakymas – maždaug prieš 4,33 mlrd. metų.
Nature Communications paskelbtas darbas remiasi trimačiu modeliu, kuris seka, kaip asteroidų, kometų ir likusių planetezimalių smūgiai kaitino Žemės plutą per 1 mlrd. metų laikotarpį – nuo 4,5 iki 3,5 mlrd. metų prieš dabartį.
Pagal modelį iki 4,4 mlrd. metų prieš dabartį tam galimybių beveik nebuvo. Šimtų kilometrų pločio kūnai pakartotinai sterilizavo paviršių: pluta lydėsi, vandenynas išgaruodavo, o vėliau iš garų ir uolienų vėl iškrisdavo lietumi. Net jei kuri nors vieta tarp smūgių spėdavo atvėsti, po kelių milijonų metų ji galėdavo vėl smarkiai įkaisti.
Lūžis, anot modelio, įvyko po 4,4 mlrd. metų prieš dabartį. Prie paviršiaus esančioje plutoje atsirado tūriai, kurie atvėsę daugiau niekada neperžengė RNR ir kitų svarbių molekulių stabilumo temperatūros ribos. Autoriai tokias sritis vadina niekada daugiau nesterilizuotomis.
Šios zonos plėtėsi silpstant bombardavimui. Iki 4,25 mlrd. metų prieš dabartį jos sudarė daugiau kaip pusę sumodeliuoto plutos tūrio, o iki 300 metrų gylyje daugiau kaip 90 proc. uolienų išliko vėsesnės nei 110 C.
Tyrėjų teigimu, smūgiai galėjo ne tik trukdyti, bet ir padėti chemijai. Kiekvienas smūgis palikdavo karštą suskeldėjusią uolieną, per kurią skverbėsi vanduo ir formavo hidrotermines sistemas su šiluma, vandeniu ir cheminės energijos šaltiniais.
Simuliacijos rodo, kad maždaug prieš 4,3 mlrd. metų tokios sistemos sudarė tarpusavyje susijusius telkinius, kuriuose koncentravosi nukleotidai, peptidai ir lipidai. Tyrime 4,33 mlrd. metų taškas apibrėžiamas kaip momentas, kai planeta jau nebebuvo globaliai išdeginama, tačiau hidroterminis aktyvumas dar buvo plačiai paplitęs.
Modelis buvo kalibruotas pagal stebimus duomenis – Mėnulio kraterių įrašą ir labai siderofilinių elementų kiekį viršutinėje mantijoje. Ankstesni RNR pasaulio pradžios vertinimai apėmė platesnius intervalus – nuo 4,46 iki 4,26 mlrd. metų arba net nuo 4,45 iki 3,9 mlrd. metų prieš dabartį.
Naujasis laiko langas yra maždaug 130 mln. metų ankstesnis už vidutinį LUCA – paskutinio visų gyvų organizmų bendro protėvio – atsiradimo vertinimą. Seniausi neginčijami gyvybės pėdsakai uolienose yra 3,5 mlrd. metų senumo stromatolitai. Taigi tarp modelio ir seniausių uolienų įrodymų lieka daugiau kaip 800 mln. metų tarpas.
