Harrisono fosilijų perversmas: gali perrašyti ne tik gyvybės ir Žemės, bet ir visos Saulės sistemos istoriją  (2)

Du ma­ži Žemės jau­nys­tė­je su­si­for­ma­vu­sios uo­lie­nos tru­pi­nė­liai ska­ti­na per­mąs­ty­ti vis­ką – nuo mū­sų pla­ne­tų sis­te­mos is­to­ri­jos iki gy­vy­bės kil­mės


Visi šio ciklo įrašai

  • 2016-04-26 Harrisono fosilijų perversmas: gali perrašyti ne tik gyvybės ir Žemės, bet ir visos Saulės sistemos istoriją  (2)

Iš 200 000 uolų nuolaužų, kurias Markas Harrisonas gavo iš Australijos nuo praėjusio amžiaus devintojo dešimtmečio, tik vienoje buvo tai, ko jis ieškojo. Du grafito taškeliai, nesiekiantys net raudonojo kraujo kūnelio dydžio. Gal jie ir maži, tačiau galintys apversti viską, ką žinome apie gyvybę Žemėje. Harrisonas, UCLA universiteto geologas, prisimena mąstęs sau: „Vajė, labai panašu, kad jie biogeninės kilmės.“ Biogeninis reiškia padarytas gyvybės – bet kaip? Šie grafito taškeliai buvo rasti cirkonio kristale, kuris glūdėjo Australijos Vakarų Jack Hills kalvose 4,1 mlrd metų. Tai rodytų, kad planeta buvo apgyventa bent 300 milijonų metų anksčiau, nei manyta.

Be to, šie pirmieji gyvi organizmai turėtų būti iš laikų, kai mūsų planetoje, visai negalėjo būti jokios gyvybės. Tais laikais Žemė buvo išsilydžiusios lavos rutulys, burbuliuojantis ugnikalniais ir bombarduojamas saulės sistemoje vidinės ramybės nerandančiomis kosminėmis nuolaužomis. Jei Harrisono fosilijos yra tai, kas atrodo, jos ne tik perrašytų gyvybės ir Žemės istoriją – bet ir visos saulės sistemos.

Manėme, kad apie šių dalykų pradžią viską jau esame daugiau mažiau išsiaiškinę. Maždaug prieš 4,6 mlrd metų didelis dulkių ir dujų debesis niekuo nepasižyminčiame galaktikos užkampyje ėmė trauktis į tankų materijos rutulį. Vis daugiau ir daugiau materijos krentant į jį, temperatūra ir slėgis jo branduolyje kilo, kol prasidėjo branduolinė sintezė. Ji išskiria daugybę energijos ir žymi momentą, kai Saulė tapo žvaigžde.

Naujai užgimusiai žvaigždei pamažu sukantis, jos orbitoje ėmė kondensuotis mažesni kūnai. Arčiau šviesulio, daugybė vandens ledo išgaravo ir liko tik metaliniai komponentai, iš kurių susiformavo mažesnės uolinės planetos. Tolėliau, kur temperatūra žemesnė, galėjo susiformuoti gigantiški ledo ir dujų milžinai. Visa tai vyko vienoje plokštumoje, kone apskritose orbitose.

Tai buvo gražus pasakojimas, tačiau randantis vis daugiau naujų detalių, pasidarė akivaizdu, kad toks vaizdas toli gražu nėra išsamus. Pavyzdžiui, jis negalėjo paaiškinti vadinamųjų Trojos asteroidų – tūkstančių mažų kūnų, sekančių įkandin Jupiterio jo orbitoje – kiekio ir pasiskirstymo. Už Neptūno besidriekiančią ledinę Kuiperio juostą, kuriai priklauso ir Plutonas, paaiškint buvo taip pat sunku: Daugelio juostos kūnų orbitos sudaro daug didesnius kampus su planetų plokštuma, nei būtų įmanoma paaiškinti, vadovaujantis įprastu vaizdu. Tačiau ko gero labiausiai glumina įrodymai, kad mūsų kosminė kaimynystė buvo intensyviai bombarduojama. Žemėn Apollo astronautų pargabentos uolienos rodė, kad Mėnulį nusėję krateriai yra prieš 3,9 mlrd metų vykusio ilgo bombardavimo rezultatas – įprastiniu modeliu tai paaiškinti sunku.

Sprendimas, pavadintas miesto, kuriame is 2005 metais buvo sukurtas, vardu – Nicos modelis. Pagal šį tradicinio modelio patobulinimą, keturios mūsų saulės sistemos planetos milžinės iš pradžių buvo susibūrusios daug arčiau, nei dabar. Tokia konfigūracija buvo nestabili, tad šimtus milijonų metų vyko gravitacinės kumštynės, per kurias gigantiškos planetos migravo į savo dabartines vietas, pakeliui sutrikdydamos milijonus senovinėje saulės sistemoje išsibarsčiusių kūnų. Daug pasidavė Jupiterio traukai ir tapo Trojos asteroidais, tuo tarpu kiti apsistojo saulės sistemos pakraščiuose kaip įvairiausiais kampais skriejantys Kuiperio juostos gyventojai.

O štai tarp Marso ir Jupiterio skriejantys asteroidai buvo išklibinti iš orbitų, daug jų leidosi link vidinių planetų. Šis intensyvios veiklos periodas, dar žinomas kaip Vėlyvasis kosminis bombardavimas (Late Heavy Bombardment – LHB), paliko gilius kraterius mėnulyje ir gerokai trinktelėjo jaunajai mūsų planetai ankstyvajame jos vystymosi etape.

Tai, kad iš to meto išliko mažai uolienų, leidžia piešti ankstyvąją Žemę kaip audringą pasaulį, nusėtą per išsilydžiusią plutą magma besispjaudančiais ugnikalniais. Keli šimtai milijonų metų LHB nuolatinių susidūrimų sukūrė tokį ekstremalų peizažą, kad šis geologinis periodas vadinamas Senovės graikų požemių dievo Hado vardu – Hadėjumi. Gyvybės egzistavimas tokioje pragariškoje aplinkoje laikytas absurdiška mintimi. Išties, pirmieji biogeninės anglies pėdsakai, kuriems 3,8 mlrd metų, gražiai sutampa su laiku, kai Žemėje galiausiai įsivyravo ramybė ir kosminis bombardavimas aprimo.

Tad nestebina susijaudinimas, jei Harrisono grafito taškeliai pasirodys esantys tai, į ką jie panašūs: ne tik mūsų planetos seniausia žinoma gyvybės forma, bet ir atsiradusi neįmanomu laiku. Jo įrodymai buvo mėginio anglies-13 ir anglies-12 izotopų santykis. „Aptikę tokį anglies izotopų santykį dabar, sakytume, kad biogeninis,“ teigia jis.

Kad ir koks stulbinama bebūtų žinia, Chrisas Ballentine'as iš Oxfordo universiteto perspėja pernelyg neužsimiršti. „Tai vienas inkliuzas viename cirkono kristale,“ primena jis. „Tačiau reikia, kad žmonės rastų daugiau pavyzdžių ir iš tiesų parodytų, kad gyvybė tada egzistavo.“

Su gyvybe ar be, tai tik dar vienas įrodymas iš Jack Hills, rodantis, kad Žemės velnioniška jaunystė truko trumpiau, nei manė astronomai. Dar 1999 metais geologai šiame landšafte rado kitus cirkonus, rodančius, kad Žemės paviršius atvėso ir sukietėjo prieš 4,4 mlrd metų. Be to, deguonies kiekio uolienoje matavimai parodė, kad Žemėje sąlygos buvo pakankamai švelnios, kad galėtų egzistuoti skystas vanduo.




Daugiau įrodymų, kad nusistovėjęs Žemės ir saulės sistemos paveikslas nėra visai teisingas, rasta 2013 metais, kai Judith Coggon, tada dirbusi Bonos universitete, Vokietijoje, analizavo kitą pretendentą į planetos seniausios uolienos titulą – kitoje pasaulio pusėje, Grenlandijoje. Ten ji rado įrodymų, kad Žemėje nemažai aukso ir platinos būta jau prieš 4,1 mlrd metų – nors manyta, kad šie metalai atnešti vėliau, per Vėlyvąjį kosminį bombardavimą.

Dar daugiau neaiškumų kilo pernai, kai Nathanas Kaibas iš Oklahomos universiteto, kartu su Johnu Chambersu iš Carnegie instituto Washingtone DC, publikavo naujausius saulės sistemos formavimosi simuliacijos rezultatus. Jų atradimas skambėjo kaip mirties nuosprendis Nicos modeliui. 85% atvejų vidinėje saulės sistemos dalyje likdavo mažiau, nei keturi uoliniai pasauliai, kaip kad yra dabar. „Dažniausiai dingsta Merkurijus,“ sako Kaibas. Tik 1 kartą iš šimto jiems pavykdavo sukurti saulės sistemą, atrodančią kaip mūsiškė. Tai nebūtų buvęs pirmas kartas, kai Nicos modelis, atsižvelgiant į kilusias problemas, keičiamas (žr. „Dingusios planetos paslaptis“), bet tai buvo kito masto problema. „Atrodo labai menkai tikėtina gauti išorinę saulės sistemos architektūrą, ir tuo pačiu išsaugoti vidines planetas,“ paaiškina jis.

„Mūsų istorijos perrašymas daro gyvybės egzistavimą kitur daug labiau tikėtiną“

Kaibas turi stebėtinai paprastą sprendimą. Gigantiškos planetos migravo, sukurdamos Jupiterio trojėnus ir Kuiperio juostą, bet jie padarė tai daug anksčiau – tebesiformuojant vidinėms planetoms. Stilingai pasivėlinusi į vakarėlį, Žemė sėkmingai išsisuko. Ankstyva didžiųjų planetų migracija didžiąją dalį pavojingų objektų būtų išsklaidžiusi, kai Žemės formavimasis baigėsi. Tai visai tinka, sako Zoë Leinhardt, iš Bristolio universiteto, JK. „Vėlesnioji Žemės formavimosi dalis būtų buvusi ramesnė, o ne būtų daužoma per galvą jau susiformavusi.“

Tai viliojanti teorija, paaiškinanti ne tik dabartinį saulės sistemos vaizdą, bet ir kaip Žemė taip anksti pasidarė tinkama gyvybei. Bet lieka dar paskutinioji paslaptis. Jei didžiųjų planetų migracija įvyko prieš susiformuojant Žemei ir Mėnuliui, kraterius palydovo paviršiuje turėjo išurbinti kažkas kita. Bet kas?

Dingusios planetos paslaptis

Kada nors jautėte, kad kažko trūksta? Saulės sistemą modeliuojantys tyrėjai šį jausmą patyrė. Geriausias jų bandymas paaiškinti kaip radosi mūsų kosminė kaimynystė, rodo, kad išorinėje Saulės sistemoje turėtų būti ne keturios didžiosios planetos, o penkios.

2011 metais simuliacijos rodė, kad be šios paslaptingosios penktosios planetos, intensyvios gravitacinės sąveikos pasekmės planetų sistemos jaunystėje būtų pragaištingos. Keturiems milžinams į savo dabartines vietas sliūkinant palengva, jie būtų sutrikdę mažesniuosius kaimynus, ir dabartinė sistema būtų neįmanoma.

Bet jei dėl viršenybės būtų kovojusios penkios milžinės, migracija būtų įvykusi pakankamai sparčiai, kad artimiausios uolinės planetos būtų likusios praktiškai nenukentėjusios. Be to, viena iš kvinteto būtų galėjusi būti išsviesta į tolimiausius saulės sistemos pakraščius, ir keturios planetos likusios ten, kur dabar jas ir matome.

Kur tiksliai šis angelas sargas atsidūrė? Spekuliacijos „Devintosios Planetos“ egzistavimo tema burbuliavo jau senokai, bet anksčiau šiais metais džiugesys pagaliau išsiveržė, kai du astronomai iš Kalifornijos technologijų instituto paskelbė, kad galbūt ją radę. Kadangi šios kandidatės orbitos spindulys 600 kartų didesnis nei Žemės, vieną ratą apie Saulę ji apskrieja per 10 000 metų, ir yra vienas iš tolimiausių Saulės sistemos objektų. Jos egzistavimas apskaičiuotas iš neįprasto pustuzinio smulkių objektų sambūrio už Plutono, kurį būtų sunku paaiškinti be tolimos planetos gravitacinės traukos. Viskas atrodo logiška, tačiau tiesioginiai stebėjimai kol kas rezultatų neduoda.

Tai būtų svarbus atradimas – nors ir keliantis galvasopį vadovėlių leidėjams bei viktorinų dalyviams, – patvirtinantis Saulės sistemos penkių milžinų scenarijų. „Jei Devintoji Planeta egzistuoja, ji turėjo atsirasti iš čia,“ sako Matija Cuk iš SETI instituto Kalifornijoje.

Aut. teisės: www.technologijos.lt
(70)
(4)
(66)

Komentarai (2)