Hvornår blev Jorden stabil nok til den kemi, der kan have gået forud for liv?

Omkring 4,4 milliarder år tilbage kan Jordens unge skorpe for første gang have været stabil nok til, at livets forstadiekemi kunne fortsætte over længere tid. Modellens mest gunstige tidspunkt ligger omkring 4,33 milliarder år siden. Det er ikke en datering af livets oprindelse eller et bevis for, at en såkaldt RNA-verden allerede fandtes – men et bud på, hvornår nedslag ikke længere gjorde vedvarende præbiotisk kemi usandsynlig i global skala. 210

Fra gentagne nulstillinger til vedvarende nicher

I Jordens tidligste historie blev overfladen og den lave skorpe ramt igen og igen af asteroider, kometer og planetesimaler. Ifølge modellen fortsatte nedslag, som kunne skabe globalt steriliserende forhold, indtil cirka 4,4 milliarder år tilbage. Før det tidspunkt var det derfor svært for præbiotiske kemiske processer at blive ved længe nok til at udvikle sig. 28

Efterhånden som bombardementet aftog, kunne dele af overfladen og den øvre skorpe køle til under de temperaturgrænser, der er relevante for RNA og andre livsrelaterede molekyler – uden senere at blive varmet over grænsen af et nyt stort nedslag. Egnede miljøer kunne dermed blive vedvarende frem for blot korte pauser mellem katastrofer. 23

Forskerne fremhæver cirka 4,33 milliarder år siden som det tidspunkt, hvor det samlede potentiale for vedvarende RNA-relateret kemi var størst. Jordskorpen var på vej væk fra en tilstand domineret af nedslagsopvarmning og mod mere langvarigt beboelige termiske forhold. 210

Nedslag var både ødelæggende og potentielt nyttige

Nedslag holdt ikke bare op med at spille en rolle. De kunne fortsat opvarme og forstyrre skorpen, men de kunne også danne hydrotermale systemer: lokale, varme og vandrige miljøer med en energikilde. Tidligere arbejde af Abramov og kolleger pegede også på, at nedslagsvarme både kan sterilisere områder og skabe hydrotermale oaser. 34

Det er netop denne dobbeltrolle, der gør tidsvinduet interessant. Færre nedslag kunne efterlade stabile, køligere nicher tæt på overfladen, samtidig med at enkelte nedslag skabte lokalt varme, energirige miljøer, som kan have været kemisk nyttige. Modellen beskriver altså ikke en planet, der pludselig blev ensartet mild, men en planet med stadig mere termisk egnede områder. 23

Hvad har det med LUCA at gøre?

Tidspunktet omkring 4,33 milliarder år siden ligger før de anslåede tidspunkter for LUCA – den sidste universelle fælles stamfader til alt nulevende cellulært liv. Rækkefølgen er væsentlig: Hvis en præcellulær kemi førte til celler, måtte den have haft et tidligere tidsrum, hvor den kunne bestå og udvikle sig. 10

Datoerne udgør dog ikke en direkte evolutionær tidslinje. Modellen siger, hvornår nedslagsdrevet opvarmning ikke længere gjorde vedvarende præbiotisk kemi usandsynlig i stor skala. Den daterer hverken en RNA-verden, udpeger et bestemt fødested for livet eller fastslår, hvor længe en sådan kemi kunne have varet. 210

Det modellen ikke kan afgøre

Simuleringen følger nedslagenes varmeeffekt i skorpen samt temperaturgrænser for RNA og andre livsrelaterede molekyler. Den kan derfor sige noget om, hvornår termisk stabile miljøer blev mulige. 210

Men temperatur er kun én del af spørgsmålet om livets opståen. En stabil niche skulle stadig rumme de rette kemiske ingredienser og processer, herunder sandsynlige kilder til og koncentration af organiske stoffer og nukleotider, passende vandkemi, mineraler eller metalioner, der kunne katalysere reaktioner, samt veje til at danne, kopiere og bevare RNA.

Derfor bør cirka 4,33 milliarder år siden læses som et mulighedsvindue: Et tidspunkt, hvor Jordens nedslagshistorie måske ikke længere forhindrede vedvarende præbiotisk kemi. Det er ikke belæg for, at RNA-baseret liv allerede var opstået. 2

Og hvad med Mars?

Mars er en relevant sammenligning, fordi nedslag også dér kan skabe lokale hydrotermale oaser. Desuden kan det ældgamle marslandskab bevare spor af miljøer, som Jordens aktive geologi for længst har slettet. Men modellen for Jorden viser ikke i sig selv, at Mars blev beboelig tidligere.

Den forsvarlige konklusion er mere begrænset: Nedslagsdrevne hydrotermale miljøer er relevante på begge planeter, og Mars er et vigtigt mål i jagten på tegn på, om gamle miljøer kunne opfylde de kemiske krav i tidlige livsscenarier. Et tidligere marsvindue kræver særskilt dokumentation om Mars’ temperaturforhold, vand og geokemi – det kan ikke udledes automatisk af Jordens tidslinje. 45