השאלה כיצד החלו החיים על כדור הארץ הייתה תמיד עניין רב למדענים. אך חשובה לא פחות מאיך שהחיים התפתחו היא השאלה מתי הם התהוו. בנוסף לבחינת האופן בו היסודות שאינם חיים התאגדו ליצירת האורגניזמים החיים הראשונים (תהליך המכונה אביוגנזה), מדענים ניסו גם לקבוע מתי היצורים החיים הראשונים הופיעו על פני כדור הארץ.
במחקר חדש שנערך על ידי צוות חוקרים קנדים, השאלה מתי התגלעו החיים על פני כדור הארץ מוגבלת בשתי גישות. על ידי שילוב של ראיות אסטרופיזיות וגיאופיזיות עם ביו-חתימות במדגמים גיאולוגיים, הם מעריכים כי החיים התפתחו בערך 200 עד 800 מיליון שנה לאחר שהאדמה הפכה למגורים (לפני כ -3.7 מיליארד שנה). למחקר זה יכולות להיות השלכות דרסטיות על הבנתנו את החיים וכמה זמן לוקח להופיע בכוכבי לכת דמויי כדור הארץ.
המחקר המתאר את ממצאיהם פורסם לאחרונה בכתב העתאסטרוביולוגיה תחת הכותרת "הגבלת מרווח הזמן למוצא החיים על כדור הארץ". המחקר הוביל על ידי סטודנט לתואר שלישי בן ק. פירס, והוא כלל כמה מעמיתיו ממכון אוריגינס והחוג לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת מקמאסטר בהמילטון, אונטריו.
לצורך המחקר, פירס ועמיתיו ביקשו ליצור מסגרת זמן למצב שבו החיים התהוו על פני כדור הארץ. כאמור, הם שקלו עדויות אסטרופיזיות וגיאופיזיות מחד, ובינוגיות ביולוגיות במדגמים גיאולוגיים מאידך לבנות גבולות לשניהם. כפי שפירס הסביר למגזין החלל באמצעות המייל:
"ישנם שני גבולות שמגבילים את מרווח הזמן למוצא החיים, וכדי להגביל כל גבול דורש הוכחות מסוגים שונים. גבול ההרגלים מוגבל על ידי עדויות אסטרופיזיות וגיאופיזיות, למשל, טווח הזמן של ההשפעה היוצרת ירח וקירור מעטפת המאגמה של כדור הארץ. גבול הביוסונטורה מוגבל על ידי חתימות ביו שונות, כגון מיקרו-מאובנים, סטרומטוליטים וחתימות פחמן -13. "
בהתבסס על העדויות האסטרופיזיות והגיאופיזיות הצוות הצליח להציב את גבול ההתחייבות לכדור הארץ לפני 4.5 עד 3.9 מיליארד שנים. הם הצליחו להגביל את גבול הבי-חתימה מקרוב יותר, והציבו אותו לפני כ -3.7 מיליארד שנה על בסיס נוכחותם של סטומטוליטים וחתימות פחמן קלות בכדורי גרפיט ממוצא משקע.
ההבדל בין שני הגבולות הללו מספק לנו אפוא מושג כמה זמן לקח עד שצורות החיים המוקדמות התהוו. "העדויות מצביעות על כך שלקח חיים 200–800 מיליון שנה כדי להופיע על פני כדור הארץ, שהוא פרק זמן קצר יחסית בהתחשב בכך שכוכב הלכת היה ראוי למגורים במשך 4.5–3.9 מיליארד שנה, והוא יישאר ראוי למגורים בכמיליארד נוספים", אמר. פירס.
למרות שלמחקר זה יש השלכות משמעותיות על חקר החיים כאן על כדור הארץ, אך הוא עדיין לא ישים לכוכבי לכת חוץ-סולאריים. בעוד שהערכות לגבי כמה זמן לוקח לחיים להתפתח על פני כדור הארץ כמו שלנו עשויות להועיל כאשר בוחנים אקספלנטים "דמויי אדמה" ביום מן הימים, הידע שלנו על כוכבי לכת ומערכות חוץ-סולאריות מוגבלת כרגע מדי. כפי שציין פירס:
"לצערנו אנו לא באמת יכולים להשתמש במחקר על מרווח הזמן למקור החיים בכדור הארץ כמדריך לחיפוש אחר חיים על גבי Exoplanets, מכיוון שאנחנו גודל מדגם של n = 1. אין לנו מושג אם החיים לקח זמן רב יותר להופיע על פני כדור הארץ מאשר על עולם רגיל למגורים, או קצר יותר, או שמא החיים התפתחו במקום אחר מלבד כדור הארץ. "
עם זאת, כפי שהוסיף פירס, סקירה זו שימושית מאוד מבחינת הכוונת הבנתנו את מקור החיים על כדור הארץ. "לדוגמא, 200 מיליון שנים עשויים להיות פרק זמן נחוץ לסינתזה כימית כדי לחקור את מרחב רצף הבי-פולימרים הגדול האקראי והלא-פונקציונאלי. רק לאחר 'תקופת החיפוש וההמתנה' הארוכה הזו, יתכן והייתה קבוצה משכפלים קטנה ויציבה על כדור הארץ הקדום. "
בשנים הקרובות מכשירים מהדור הבא יאפשרו אפיון של exoplanets כמו שלא היו מעולם. עם מחקר נוסף, עשויים להיות הערכות מדעיות לגבי היכן שהחיים היו יכולים להתעורר על exoplanets שונים כמו כדור הארץ. עד אז, זה מנחם לדעת שאנחנו מתקרבים יותר לקבוע כיצד ומתי התגלעו החיים על פני כדור הארץ.
