Sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu, atmosfer Bumi mengalami perubahan besar yang dikenal sebagai "Peristiwa Oksidasi Besar". Sekarang para peneliti dari New York Center for Astrobiology di Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan beberapa mineral tertua yang diketahui ada untuk membantu memahami apa yang mungkin terjadi sekitar lima juta tahun setelah Bumi muncul.
Sebagian besar, para ilmuwan berteori bahwa atmosfer awal Bumi didominasi oleh metana berbahaya, karbon monoksida, hidrogen sulfida, dan amonia. Campuran yang sangat berkurang ini menghasilkan oksigen dalam jumlah terbatas dan telah menyebabkan berbagai teori tentang bagaimana kehidupan mungkin telah dimulai dalam lingkungan yang bermusuhan. Namun, dengan melihat lebih dekat pada mineral purba untuk tingkat oksidasi, para ilmuwan di Rensselaer telah membuktikan bahwa atmosfer awal Bumi sama sekali tidak seperti itu ... tetapi menahan banyak air, karbon dioksida, dan sulfur dioksida.
"Kita sekarang dapat mengatakan dengan pasti bahwa banyak ilmuwan yang mempelajari asal-usul kehidupan di Bumi hanya memilih atmosfer yang salah," kata Bruce Watson, Profesor Institut Sains di Rensselaer.
Bagaimana mereka bisa begitu yakin? Temuan mereka bergantung pada teori bahwa atmosfer Bumi terbentuk secara vulkanik. Setiap kali magma mengalir ke permukaan, ia melepaskan gas. Jika tidak sampai ke puncak, maka ia berinteraksi dengan batuan di sekitarnya tempat ia mendingin dan menjadi deposit berbatu di dalam dirinya sendiri. Deposito ini - dan konstruksi unsurnya - memungkinkan sains untuk melukis potret akurat kondisi pada saat pembentukannya.
"Sebagian besar ilmuwan akan berpendapat bahwa ini outgassing dari magma adalah input utama ke atmosfer," kata Watson. "Untuk memahami sifat atmosfer 'pada awalnya,' kami perlu menentukan jenis gas apa yang ada di magma yang memasok atmosfer."
Salah satu yang paling penting dari semua komponen magma adalah zircon - mineral yang hampir setua Bumi itu sendiri. Dengan menentukan tingkat oksidasi magma yang membentuk zirkon kuno ini, para ilmuwan dapat menyimpulkan berapa banyak oksigen yang dilepaskan ke atmosfer.
"Dengan menentukan keadaan oksidasi magma yang menciptakan zirkon, kita kemudian bisa menentukan jenis gas yang pada akhirnya akan masuk ke atmosfer," kata pemimpin studi, Dustin Trail, seorang peneliti postdoctoral di Center for Astrobiology.
Untuk mengaktifkan pekerjaan mereka, tim mengatur tentang memasak magma dalam pengaturan laboratorium - yang mengarah pada pembuatan alat ukur oksidasi untuk membantu mereka membandingkan spesimen buatan mereka dengan zirkon alami. Studi mereka juga termasuk mata yang waspada terhadap logam Bumi langka yang disebut cerium yang dapat eksis di dua keadaan oksidasi. Dengan mengekspos cerium di zirkon, tim dapat yakin bahwa atmosfernya lebih teroksidasi setelah penciptaannya. Temuan baru ini menunjuk ke keadaan atmosfer lebih seperti kondisi kita saat ini ... menetapkan panggung untuk titik awal baru yang menjadi dasar awal kehidupan di Bumi.
"Planet kita adalah panggung di mana semua kehidupan telah dimainkan," kata Watson. “Kita bahkan tidak bisa mulai berbicara tentang kehidupan di Bumi sampai kita tahu apa tahap itu. Dan kondisi oksigen sangat penting karena bagaimana mereka mempengaruhi jenis molekul organik yang dapat dibentuk. "
Sementara "kehidupan seperti yang kita kenal" sangat tergantung pada oksigen, atmosfer kita saat ini mungkin bukan model yang ideal untuk menelurkan kehidupan purba. Kemungkinan besar atmosfer yang kaya metana mungkin "memiliki potensi biologis lebih besar untuk melompat dari senyawa anorganik ke asam amino dan DNA yang mendukung kehidupan." Ini membuat pintu terbuka lebar untuk teori-teori alternatif, seperti panspermia. Tapi jangan menjual hasil tim pendek. Mereka masih mengungkapkan sifat awal gas-gas di Bumi, bahkan jika mereka tidak memecahkan teka-teki Peristiwa Oksidasi Besar.
Sumber Cerita Asli: Siaran Pers Institut Rensselaer Polytechnic Institute.
