Zemlja kao snežna grudva i opstanak života

Često je zbilja teško držati korak sa literaturom - pre koji dan sam bio impresioniran jednim rezultatom objavljenim u leto 2006, na temu kontroverzne, ali ekstremno zanimljive hipoteze Zemlje kao snežne grudve (engl. Snowball Earth), što je dovelo do ovog teksta. Ali, da bi se razumelo u čemu je stvar, neophodno je dati "dublju pozadinu" (da parafraziram Marka Felta, bivšeg vicedirektora FBI, u narodu poznatog kao "Duboko grlo" koji je zahvaljujući "dubokoj pozadini" koju je 1972-74. objašnjavao svom prijatelju, novinaru Bobu Vudvordu, odigrao ključnu ulogu u padu predsednika Niksona i njegove zlikovačke klike) cele stvari. Istorija naše tako gostoljubive planete Zemlje, dugačka već više od 4,5 milijardi godina, nije – uprkos velikim naporima i postignućima brojnih geologa, geofizičara, hemičara, paleontologa i drugih naučnika koji sarađuju na ovom izrazito multidisciplinarnom polju – ni izdaleka lišena iznenađenja i dramatičnih obrta. Jedan takav preokret izgleda da je na pomolu nakon otkrića o kome se radi, originalno objavljenog u junu 2006.

Snežna grudva u nastajanju

Nova istraživanja pokazuju da su živa bića koja danas nazivamo eukariotima – organizmi sa jednom ili više kompleksnih ćelija koji se razmnožavaju seksualnom reprodukcijom i predstavljaju gotovo sve biljne i životinjske vrste poznate danas – postojala 50 do 100 miliona godina pre tog superledenog doba i nekako preživela. Senzacionalna studija objavljena u junu 2006. godine pokazuje da su cijanobakterije ili modrozelene alge koje su glavni proizvođači kiseonika očigledno stvarale ovaj ključni hemijski element mnogo miliona godina pre toga, kao i da su preživele zamrzavanje planete. Ovo postavlja duboka pitanja o tome da li je kompleksni život mogao postojati pre ove epizode “Snežne grudve” (koja je trajala milionima godina, možda čak i čitavih 10 miliona godina!) i preživeti, ili je prvi put evoluirao kada je led počeo da se topi. Ova otkrića dovode u pitanje najekstremnije modele same epizode superledenog doba.

Prema teoriji koja se donedavno smatrala standardnim opisom ove situacije (koja se ponovila pre oko 600 miliona godina, neposredno pre početka sadašnjeg eona, koji se ne zove uzalud fanerozoik, tj. "doba vidljivog života"; iste korenske etimologije je reč "fenjer" i naziv carigradske istorijske četvrti Fanara), led je prekrivao čitavu planetu sa srednjom debljinom od oko kilometar, nešto više na okeanima, a manje preko kontinentalnih masa, gde je erozija vetrom u uslovima ekstremno niske vlažnosti mogla da dovede i do uklanjanja ledenog pokrova, kao što je to danas slučaj u nekim delovima Antarktika. Međutim, sadašnji nalazi pokazuju da je to verovatno preterano, i da mada je leda bilo posvuda, njegova debljina je na mnogim mestima morala biti znatno manja. Kako objašnjavaju članovi američko-australijskog tima koji je došao do novih otkrića, led velike debljine potpuno zaustavlja proces fotosinteze, a samim tim nestaje sva hrana, naročito za eukariotske oblike života. Ali izgleda da su oni ipak preživeli. Do otkrića se došlo proučavanjem kapljica nafte zarobljenih u kristalima u steni starosti 2,4 milijarde godine, nedavno izvađenoj iz Eliotovog jezera u Ontariju, Kanada. Nafta, u suštini skup hemikalija nastalih raspadom organske materije, sadrži važne biomarkere ili molekularne fosile koji se mogu strukturalno identifikovati kao potekli od određenih oblika života. Treba naglasiti da je ovaj postupak u suštini isti kao ispitivanje fosila dinosaurusa ili neke druge poznate izumrle vrste života, sa jedinom razlikom što su ovi fosili na molekularnom nivou. Naučnici posmatraju “skelete” ugljeničnih molekula, kao što je holesterol, koji se nalaze u kapljicama ulja. Na osnovu njihovih hemijskih specifičnosti mogu se, bar u principu, rekonstruisati osobine živih bića koja su ih proizvela, čak i pre više milijardi godina.

Ovo nije prvi slučaj da su biomarkeri ukazali da su eukarioti i modrozelene alge bili prisutni na zemlji pre epizode “snežne grudve”. 1999. godine su objavljeni preliminarni nalazi sa istim zaključkom, ali su tada mnogi kritičari argumentovali da ono što je analizirano nisu uistinu bili drevni biomarkeri već neka vrsta kontaminacije koja je zagadila proučavane uzorke, možda kao posledica curenja nafte kroz škriljac u znatno kasnijoj epohi ili čak i kao posledica savremenog zagađenja ostacima korišćenja fosilnih goriva. Sada su, međutim, nalazi u prilog drevnih eukariota daleko snažniji. Prvi autor studije objavljene u junskom (2006) broju uglednog međunarodnog časopisa "Geology" je Adriana Dutkjevič sa Univerziteta u Sidneju, a koautori su naučnici sa nekoliko uglednih instituta u SAD i Australiji. (Australija je, uzgred, zbog ogromnog broja gotovo netaknutih fosilnih ležišta, prava "Meka" geonaučnika i svetska velesila u ovim disciplinama.) Oni su ispitali uzorke stena dobijenih na nalazištu blizu Eliotovog jezera, koje su najpre razbili u delove od po milimetar-dva veličine. Ovi delići su potom detaljno očišćeni i provereni na spoljašnju kontaminaciju. Kristalni fragmenti sadržali su brojne majušne “džepove” tečnosti, uglavnom vode, ali takođe i malih količina nafte, obično u vidu tankog sloja (“filma”) oko mehurića vodene pare. Nafta je nastala kao rezultat raspadanja organskih materija, verovatno okeanskog porekla. Svaka takva kapljica je pravi rudnik blaga za geologe i paleontologe, zato što nafta sadrži visoku koncentraciju molekularnih fosila. Biomarkeri otkriveni u nafti ukazuju da su se i eukarioti i modrozelene alge prvi put pojavili pre globalnog zaleđivanja, a ne da su evoluirali tek po otapanju leda, kako se doskora verovalo.

Tipičan BIF

Ovo takođe sugeriše da je kiseonik počeo da se proizvodi ranije nego što se ranije smatralo, znatno pre nego što je atmosfera postala oksidujuća (kakva je zasigurno od Kambrijske eksplozije do danas). Ovaj primordijalni kiseonik najpre je verovatno oksidovao metale poput gvožđa u Zemljinoj kori i u okeanima pre nego što je atmosfera počela da se puni kiseonikom. Oksidacija okeanskog gvožđa mogla je proizvesti neke od živopisnih BIF-ova (od engl. banded-iron formation) koji spadaju u najlepše "trofeje" svakog terenskog istraživača. Ovo spektakularno otkriće će, ukoliko se potvrdi budućim nalazima, baciti novo svetlo na poreklo i ranu istoriju života na Zemlji. Po analogiji, naše ideje o evoluciji života na drugim planetama širom Mlečnog puta mogu doživeti značajan preobražaj, prevashodno u smeru smanjenja procenjenog vremena koje je potrebno da se na prosečnoj planeti nalik na Zemlju pojave uslovi za nastanak kompleksnog višećelijskog, pa samim tim i razumnog života. Povećana robusnost primitivnih oblika života – koji su preživeli čak i takvu strahovitu klimatsku katastrofu kakva je bila “snežna grudva” – izgleda da vodi zaključku da u kontekstu potrage za razumnim životom imamo još više razloga da verujemo da “nismo sami” u Galaksiji.