علمی و پزشکی

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

محققان قبلاً ساختارهای کوچک، فیبری و لوله‌ای را در سنگ پیدا کرده بودند، اما این ساختارها ممکن است توسط باکتری‌ها ایجاد شده باشند. با این حال، همه دانشمندان موافق نیستند که این ساختارها منشا 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 تنه با شاخه هایی موازی به یک طرف و طول حدود یک سانتی متر است.

در حالی که تصور می شود برخی از ساختارها در نتیجه واکنش های شیمیایی تصادفی شکل گرفته اند، محققان می گویند که ساختار ساقه مانند با شاخه های موازی به احتمال زیاد منشا بیولوژیکی دارد، زیرا چنین ساختاری هرگز توسط واکنش های شیمیایی ایجاد نشده است.

علائم اولیه زندگی با بررسی سنگ

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

دکتر دومینیک پاپینو، نویسنده ارشد این مطالعه در دانشکده دانشگاه کالج لندن گفت: در این مطالعه، ما به شواهد مختلفی نگاه کردیم تا نشان دهیم که تعدادی از گونه های مختلف باکتری از 3.75 تا 4.28 میلیارد سال پیش متغیر بودند. علوم زمین خاک بود. این بدان معناست که حیات می تواند 300 میلیون سال پس از شکل گیری زمین آغاز شده باشد. از نظر زمین شناسی، این فرآیند بسیار سریع است، مانند چرخش خورشید به دور کهکشان ما.

محققان همچنین شواهدی از چگونگی دریافت انرژی باکتری ها از اشکال مختلف یافته اند. آنها محصولات فرعی شیمیایی معدنی را در سنگ پیدا کردند که با باکتری های باستانی ساخته شده از آهن و گوگرد، احتمالاً دی اکسید کربن، سازگار بود که با زندگی در نور بدون فتوسنتز اکسیژن به دست می آمد.

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

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

پوسته نووگیتوک زمانی بخشی از بستر دریا را تشکیل می‌داد و بنابراین حاوی برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی شناخته شده روی زمین است که احتمالاً در نزدیکی سیستم چاه‌های گرمابی قرار دارند. این کشوری است که از نظر زمین شناسی آب های اطراف را گرم می کند.

محققان سنگ را به قطعاتی به ضخامت کاغذ (100 میکرون) برش دادند تا ساختارهای اکسید آهن هماتیت یک ساخته شده از کوارتز را از نزدیک ببینند.

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 سوخت های فسیلی جدیدتر، مانند باکتری های اکسید کننده آهن، در سیستم های چاه مدرن مقایسه کردند.

علاوه بر نورهای مختلف از تجزیه و تحلیل نمونه‌های سنگ در زیر میکروسکوپ‌های رامان (که پراکندگی نور را اندازه‌گیری می‌کند)، تیم 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 میکرو سی تی یا میکروتوموگرافی بود که از اشعه ایکس برای بررسی هماتیت داخل سنگ ها استفاده می کرد. روش دوم یک پرتو یون متمرکز بود که قطعات سنگی به ضخامت 200 نانومتر را در هر بخش با یک میکروسکوپ الکترونی یکپارچه بررسی کرد. هر دو تکنیک مجموعه‌ای از تصاویر را ایجاد کردند که برای ایجاد مدل‌های سه بعدی برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گرفتند.

محققان در تجزیه و تحلیل خود به این نتیجه رسیدند که ساختارهای هماتیت نمی تواند برای میلیاردها سال در نتیجه دگرگونی شکل گرفته باشد.

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

محققان همچنین سطح عناصر کمیاب خاکی را در سنگ مطالعه کردند و دریافتند که سطح آنها با سایر سنگ های باستانی یکسان است. این تایید می کند که رسوبات این بستر به اندازه سنگ های آتشفشانی اطراف آن قدمت دارند.