רמזים חדשים על מוצא החיים בכדור הארץ

ניתוח כימי של מרבצי עופרת גופרית שמקורם במכרות המכילות את ריכוזי המתכת הגדולים ביותר בעולם אימת את ההשערה כי רמות החמצן היו נמוכות באופן קיצוני על פני כדור הארץ לפני 2.7 מיליארדי שנים

ניתוח כימי של מרבצי עופרת גופרית שמקורם במכרות המכילות את ריכוזי המתכת הגדולים ביותר בעולם אימת את ההשערה כי רמות החמצן היו נמוכות באופן קיצוני על פני כדור הארץ לפני 2.7 מיליארדי שנים. הניתוח הראה גם כי באותה עת חיידקים באוקיאנוסים ניזונו באופן פעיל מסולפאט תוך השפעה על הכימיה של מי הים.

המחקר, שפורסם ע”י צוות מדענים מקנדה וארה”ב בכתב-העת המדעי Nature Geoscience, מספק תובנות חדשות בנוגע לשימוש במרבצים עתיקים של עפרות מתכת לשם הבנה טובה יותר של כימיית האוקיאנוסים הקדומים – וכן ההתפתחות הראשונית של החיים על פני כדור הארץ.

היון סולפאט הוא היון השני בתפוצתו המומס באוקיאנוסים כיום. מקורו בהתחמצנות של סלעים ע”י חמצן אטמוספירי והוא נוצר בעקבות תגובות כימיות של החמצן עם פִּירִיט (מכונה “זהב השוטים”) שהוא צורת המינרל של סולפיד הברזל. החוקרים, מאוניברסיטאות אוטווה ומק’גיל בקנדה, מדדו את הריכוז של הגופרית בדגימות של עופרות גופרית גדולות ממכרה באונטריו, קנדה, וזאת בעזרת מכשיר רגיש במיוחד בשם ספקטרומטר מסות. הריכוז נקבע ע”י הכמויות של האיזוטופים השונים של גופרית הקיימים בדגימה, כאשר שכיחותם של האיזוטופים השונים מצביעה על כמות הסולפאט הימי ששולב במחצב הסולפידי שהיה מצוי בקרקעיתם של האוקיאנוסים הקדומים. כיום, המחצב הקדום נמצא על פני שטח כדור הארץ, והוא נפוץ במיוחד בקנדה, באזור המכונה “המגן הקנדי” (the Canadian shield).

המדענים גילו כי כמות הסולפאט שנטמעה במחצב הקדום, שגילו מוערך בכ-2.7 מיליארדי שנים, קטנה מהכמות במחצבים דומים הנמצאים בקרקעיות האוקיאנוסים כיום. מתוך המדידות הללו יכלו החוקרים לפתח מודל ממוחשב שקבע מהי כמות הסולפאט שהייתה חייבת להימצא במי האוקיאנוסים הקדמונים. מסקנתם הייתה: רמות הסולפאט היו נמוכות פי 350 מאשר אלו הקיימות באוקיאנוסים כיום. למרות שרמות אלו של סולפאט באוקיאנוסים הקדמונים היו נמוכות במיוחד, הן עדיין הצליחו לתמוך בקיומה של אוכלוסיית חיידקים פעילה שהשתמשה בסולפאט לשם השגת אנרגיה מתוך פחמן אורגני.

“המרבצים של עופרות הסולפיד שבדקנו נפוצים על פני כדור הארץ, כאשר מרביתם נמצאים בקנדה ובמיוחד במחוז קוויבק,” אומר אחד מהחוקרים. “כעת יש בידנו כלי לאיתור המקום והעת שבה חיידקים אלו הפכו לנפוצים מבחינה גלובלית”. “היכולת ההולכת וגוברת שלנו להבין סביבות קדמוניות אלו וכן היכולת שלנו לבחון דגימות ברמת דיוק ורגישות גבוהות מאוד, פתחו בפנינו את הדלת להבנה גדולה יותר אודות התנאים שבהם התפתחו החיים על פני כדור הארץ.”

הידיעה על המחקר