Маршия Бьорнеруд - Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

Очевидное водное происхождение пород формации Исуа делает их бесценными угодьями для охотников за ранними формами жизни. В 1996 г. группа геологов из США, Великобритании и Австралии объявила об обнаружении косвенных геохимических доказательств древней жизни в графите (минеральной форме углерода), найденном в обогащенном железом слое в двух обнажениях пород формации Исуа [63] Mojzsis, S. J., et al., 1996. Evidence for life on Earth before 3800 million yearsago. Nature , 384, 55–59. doi:10.1038/384055a0 . В частности, они выявили необычно высокое содержание более легкого, стабильного (т. е. нерадиоактивного) изотопа углерода 12C по отношению к чуть более тяжелому 13C. Дело в том, что фиксирующие углерод организмы, в том числе фотосинтезирующие микробы и современные растения, очень разборчивы в отношении углерода. Поскольку для ассимиляции более легкого изотопа требуется чуть меньше энергии, они предпочитают выбирать именно его из доступных в окружающей среде углеродных атомов. В результате биогенный углерод имеет более низкое соотношение 13C/ 12C (разница в несколько тысячных долей), чем углерод, который не был переработан живыми организмами.

Как и предыдущие заявления об обнаружении самых древних свидетельств жизни на Земле, это открытие подверглось многочисленным атакам. Геологи из других исследовательских групп выдвигали разные предположения: что исследованные породы слишком метаморфизованы, чтобы сохранить исходную сигнатуру изотопов углерода [64] van Zuilen, M., Lepland, A., and Arrhenius, G, 2002. Reassessing the evidence for the earliest traces of life. Nature , 418, 627–630. doi:10.1038/nature00934 , что на одном из опробованных участков вмещающая порода, казавшаяся осадочным образованием, в действительности была магматической интрузией [65] Whitehouse, M., Myers, J., and Fedo, C., 2009. The Akilia Controversy: Field, structural and geochronological evidence questions interpretations of >3.8 Ga life in SW Greenland. Journal of the Geological Society , 166, 335–348. doi:10.1144/0016-76492008- 070 или что образцы были попросту загрязнены современным органическим веществом [66] Westall, F., and Folk, R., 2003. Exogenous carbonaceous microstructures in Early Archean cherts and BIFs from the Isua Greenstone Belt: Implications for the search for life in ancient rocks. Precambrian Research , 126, 313–330. . Горячий характер этой дискуссии вполне понятен, учитывая, насколько высоки ставки — в конце концов, речь идет об истории нашего собственного происхождения!

Из-за этой неопределенности приз за звание самых древних подтвержденных следов жизни был пока что возвращен очень похожей на формацию Исуа, но более молодой толще зеленокаменных и осадочных пород, находящейся на другой стороне мира — на северо-западе Австралии. Это формация Дрессер группы Варравуна, которая, хотя и моложе на 250 млн лет, может, по крайней мере, похвастаться наличием прямых, зримых следов жизни — ископаемых строматолитов (рис. 10) [67] Van Kranendonk, M., Philippot, P., Lepot, K., Bodorkos, S., and Pirajno, F., 2008. Geological setting of Earth's oldest fossils in the c.3.5 Ga Dresser Formation, Pilbara craton, Western Australia. Precambrian Research , 167, 93–124. . Эти тонкослоистые, комковатые породы (название которых буквально означает «каменная подстилка» или «ковровый камень», что связано с их бугристой поверхностью) являются окаменелыми микробиальными матами, вероятно представляющими не один биологический вид, а вертикальную экосистему прокариот, находящихся в симбиотических отношениях и живших в первобытном океане. Осадочные текстуры, характерные для среды с волновым возмущением, указывают на то, что строматолиты росли в мелких, хорошо освещенных солнцем водах, а также позволяют предположить, что эти организмы, по крайней мере в верхних слоях, были фотосинтетиками. Имея уже довольно сложную коммунальную организацию, строматолитовые колонии не могли быть самыми первыми формами жизни. Как и цирконы из Джек-Хиллс и несогласное напластование Геттона, они указывают на существование гораздо более ранних, пока неизвестных предшественников. Тем не менее пальма первенства не только в категории самых древних сохранившихся пород, но и самых древних следов биосферы осталась пока у Австралии.

В 2016 г., после двух десятилетий жарких споров по поводу того, заключены ли в породах Исуа химические призраки древних организмов, еще одна группа геологов, включавшая двух авторов оригинальной статьи об изотопах углерода, опубликовала новое исследование, сообщив об обнаружении образований, вероятно являющихся строматолитами, в обнажении карбонатных (известняковоподобных) пород в формации Исуа, недавно вскрытом в результате таяния ледника [68] Nutman, A., Bennett, V., Friend, C., Van Kranendonk, M., and Chivas, A., 2016. Nature , 537; http://dx.doi.org/10.1038/nature19355 . Их возраст оценивается в 3,7 млрд лет. Освещая это открытие, мировые СМИ вполне ожидаемо подчеркивали его важность для поисков жизни на Марсе, хотя куда более важный его смысл кроется в том, что жизнь на Земле, по всей видимости, зародилась и достигла значительного разнообразия еще в те времена, когда на планете царил ад космических бомбардировок [69] Watson, Traci, 3.7 billion year old fossil makes life on Mars less of a long shot. USA Today , 31 August 2016; http://www.usatoday.com/story/news/2016/08/31/37-billion-year-old-fossil-makes-life-mars-less-long-shot/89647646/ . И с этого момента эволюция земной атмосферы была тесно переплетена с эволюцией жизни.