ziemia
Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2016-10-27
Bitwa o stromatolity

Fot. Indigo Images


Ludzie zaglądają na skały Isua rzadko, zwykle jest więc tu cicho i spokojnie. Najbliższa osada Kapisillit, zamieszkana przez mniej niż setkę osób utrzymujących się z rybołówstwa i myślistwa, a ostatnio też trochę z turystyki, znajduje się blisko 100 km stąd. Nieco dalej, jakieś 150 km, jest do stolicy Grenlandii – kilkunastotysięcznego Nuuk.
Do skał Isua nie wiodą żadne drogi ani nawet ścieżki. Można do nich dotrzeć helikopterem albo też popłynąć ku nim (ale na końcu i tak trzeba sporo iść) wielkim fiordem Nuup Kangerlua, który wrzyna się na głębokość ponad 150 km w południowo-zachodnie wybrzeże największej wyspy świata. Fiord wiedzie tam, gdzie woda i ląd spotykają się z olbrzymią czaszą lodową, pokrywającą większą część Grenlandii. W miejscach, gdzie terenu nie pokrywa lód, roślinność jest skąpa, z rzadka tylko zielenią się porosty. W krajobrazie dominują nagie skały, przeważnie szare i czarne, czasami zielonkawe, często poprzecinane białymi i różowymi żyłkami.
To właśnie jest formacja zieleńcowa Isua licząca 3,7–3,8 mld lat, jedna z najstarszych na globie. Choć znana i badana od kilku dekad, wciąż dostarcza geologom wielu niespodzianek, czasem nawet bywa źródłem sensacyjnych odkryć. Niemal zawsze są to równocześnie odkrycia kontrowersyjne, co wynika z bezmiaru czasu, jaki upłynął od utworzenia się tych skał do dziś. Po drodze działy się z nimi różne rzeczy. Przede wszystkim niemal w całości uległy metamorfizacji, czyli rozmaitym przemianom chemicznym i fizycznym zachodzącym pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. Jeśli się weźmie pod uwagę sporą aktywność tektoniczną naszej planety, i tak można to uznać za cud, że takie kawałki prastarej skorupy ziemskiej w ogóle się zachowały do naszych czasów. Zachodnia Grenlandia jest jednym z kilku zaledwie miejsc na Ziemi, gdzie odsłaniają się tak archaiczne formacje skalne. Takie matuzalemy ocalały też w zachodniej Australii, południowej Afryce, wschodniej Europie i zachodniej Kanadzie. W tej ostatniej znajdują się gnejsy Acasta, liczące 4 mld lat, uważane za najstarsze ziemskie skały.

Skalne matuzalemy

Wszystkie te okruchy dawnego świata są przedmiotem zainteresowania badaczy. Po pierwsze dlatego, że dają wgląd w odległe dzieje globu. Po drugie, ponieważ zawierają wiele minerałów, którymi interesuje się przemysł wydobywczy. Większość geologów, którzy zajmują się tymi skalnymi pamiątkami z wczesnych dziejów Ziemi, to starzy wyjadacze krążący pomiędzy Australią, Afryką i Grenlandią w poszukiwaniu tego, co dla nich najważniejsze: skamieniałych mikroorganizmów żyjących w tych odległych czasach, a jeśli nie ich samych – to przynajmniej skamieniałych śladów aktywności tych wczesnych jednokomórkowców. Pod tym względem skały Isua są prawdziwym klejnotem, jako że nie ma na naszym globie drugich tak starych, które uformowałyby się na powierzchni planety. Wspomniane gnejsy Acasta utworzyły się we wnętrzu Ziemi i nie powiedzą nam nic o tym, co się działo na samej górze.
Co innego Isua. Grenlandzkie skały już wcześniej opowiedziały co nieco o środowisku sprzed 3,7 mld lat. W 2003 r. Minik Rosing i Robert Frei z Københavns Universitet natrafili w nich na – jak twierdzili – dowody działalności jednokomórkowców zdolnych do fotosyntezy. Głównym argumentem badaczy była wysoka proporcja uranu do toru w analizowanych próbkach. „Nadwyżka pierwszego pierwiastka nad drugim mogła powstać tylko w środowisku bogatym w tlen, ten zaś mógł się pojawić tylko jako uboczny produkt fotosyntezy prowadzonej przez sinice” – pisali odważnie naukowcy, przesuwając początki fotosyntezy o miliard lat wstecz.
Później tenże sam Rosing ogłosił, że znalazł w Isua pozostałości najstarszego ryftu, czyli pęknięcia w skorupie ziemskiej, którym na powierzchnię wydobywa się magma. Współczesne ryfty dostarczają energii życiowej licznym koloniom żywych organizmów. „Być może więc zachowały się tu nie tylko ślady aktywności organizmów, ale coś znacznie ważniejszego: geologiczne dowody na istnienie 3,7–3,8 mld lat temu świata sprzyjającego obecności życia” – zastanawiał się naukowiec. Idąc za ciosem, dwa lata temu Rosing ponownie zbadał mikrodrobinki grafitu, który odnalazł w Isua jeszcze w latach 90. Po drobiazgowych analizach stwierdził z dużą dozą śmiałości: „Życie kwitło w oceanach przed co najmniej 3,7 mld lat”.

Skarb pod wiecznym śniegiem

Rosing, zresztą rodowity Grenlandczyk, to jeden z owych starych wyjadaczy, którzy od dekad próbują odnaleźć najwcześniejsze ślady życia. Zna Isua jak mało kto. Wielokrotnie przeszedł wszerz i wzdłuż wychodnie skalne, ciągnące się przez ponad 30 km. Ale nie on jeden bywał tam regularnie. Równie często powracał na Grenlandię w tych samym celu Allen Nutman, australijski geolog z University of Wollongong. Dawno temu on i Rosing napisali nawet wspólnie kilka artykułów poświęconych grenlandzkim skałom. Potem każdy z nich podążył własną drogą, ale marzenie mieli podobne: znaleźć w Isua nie tylko rozmaite geochemiczne poszlaki pośrednio wskazujące na istnienie życia na Ziemi przed 3,7–3,8 mld lat, ale natrafić także na te bardziej przekonujące, rzec można, twarde – określenie to w przypadku znalezisk skalnych pasuje jak ulał – dowody jego obecności, czyli skamieniałości. Wiele wskazuje na to, że Nutmanowi właśnie się udało. Tyle że Rosing ma w tej kwestii odmienny pogląd.
Jest wiele powodów, aby martwić się wzrostem temperatur na globie, a jeden z nich to przyspieszenie tempa tajania grenlandzkiej czaszy lodowej. Szczególnie jej południowe krańce coraz częściej narażone są na kontakt ze zwiększonymi dawkami ciepła. Dobiera się ono do jęzorów lodowych spływających do fiordu Nuup, a jedną z konsekwencji wzrostu temperatur jest odsłanianie fragmentów pasa skalnego Isua, dotychczas ukrytych przez poletka wiecznego śniegu. Właśnie w jednym z takich miejsc Nutman i jego współpracownicy natrafili w lipcu 2012 r. na wychodnię skalną, w której znaleźli swój skarb: stromatolity. W ten sposób określa się skamieniałe struktury wytworzone przez proste formy życia – cyjanobakterie, zwane też sinicami. Żyły one na dnie morskim, raczej płytkim niż głębokim, pokrywając je matą mikrobialną przypominającą szlam. Takie sinicowe maty występują i dziś na Ziemi, choć bardzo rzadko. Dzięki ich obserwacji wiemy, że rosną bardzo powoli. Żyjące na ich powierzchni organizmy tworzą warstewkę mineralną, następnie obumierają, a na nich rozwija się następne pokolenie sinic, tworząc następną warstewkę. W ten sposób powstają kolejne laminy o grubości 1–2 mm. Z tych warstewek powstają niewielkie skałki w kształcie stożków, kopuł, kolumn, grzybów czy kalafiorów. Ich skład chemiczny może być różny – choć zwykle głównym budulcem jest węglan wapnia – ale zawsze, gdy je przetniemy, w środku zobaczymy te delikatne warstewki. Stromatolity były bardzo rozpowszechnione na Ziemi przed pojawieniem się zwierząt morskich, które zaczęły żerować na sinicach. Dziś można je spotkać na globie tylko tam, gdzie warunki do życia dla zwierząt są zbyt ekstremalne.
To, co Allen Nutman znalazł w skałach Isua, nie wyglądało szczególnie imponująco. Sinicowe pochodzenie przypisał on niewielkim strukturom w kształcie małych piramidek o wysokości zaledwie 1–4 cm. „Choć są niepozorne, do złudzenia przypominają niewielkie maty mikrobialne” – mówi odkrywca. Analizy laboratoryjne potwierdziły, że znalezisko pochodzi sprzed 3,7 mld lat. Badania dostarczyły też innych geochemicznych dowodów sugerujących biologiczne pochodzenie struktur. Charakterystyczną cechą stromatolitów jest ich wewnętrzne uwarstwienie. I takich laminek również dopatrzył się Nutman. On i jego współpracownicy (wszyscy z Australii) twierdzą także, że choć formacja Isua generalnie zbudowana jest ze skał zmetamorfizowanych, to akurat ten fragment pasma skalnego nie został jakoś specjalnie mocno zmieniony. „To skamieniały kawałek dawnego dna morskiego, który dzięki szczęśliwemu zbiegowi okoliczności uniknął większych deformacji” – twierdzi geolog Martin Van Kranendonk z University of New South Wales, współautor badań, których wyniki naukowcy przedstawili pod koniec sierpnia tego roku w „Nature”.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie” 11/2016

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 11/2016 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
02/2017
01/2017
Kalendarium
Marzec
23
W 1903 r. bracia Wright złożyli wniosek o przyznanie patentu na ich sposób sterowania maszynami latającymi.
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2016-10-27
Bitwa o stromatolity

Fot. Indigo Images


Ludzie zaglądają na skały Isua rzadko, zwykle jest więc tu cicho i spokojnie. Najbliższa osada Kapisillit, zamieszkana przez mniej niż setkę osób utrzymujących się z rybołówstwa i myślistwa, a ostatnio też trochę z turystyki, znajduje się blisko 100 km stąd. Nieco dalej, jakieś 150 km, jest do stolicy Grenlandii – kilkunastotysięcznego Nuuk.
Do skał Isua nie wiodą żadne drogi ani nawet ścieżki. Można do nich dotrzeć helikopterem albo też popłynąć ku nim (ale na końcu i tak trzeba sporo iść) wielkim fiordem Nuup Kangerlua, który wrzyna się na głębokość ponad 150 km w południowo-zachodnie wybrzeże największej wyspy świata. Fiord wiedzie tam, gdzie woda i ląd spotykają się z olbrzymią czaszą lodową, pokrywającą większą część Grenlandii. W miejscach, gdzie terenu nie pokrywa lód, roślinność jest skąpa, z rzadka tylko zielenią się porosty. W krajobrazie dominują nagie skały, przeważnie szare i czarne, czasami zielonkawe, często poprzecinane białymi i różowymi żyłkami.
To właśnie jest formacja zieleńcowa Isua licząca 3,7–3,8 mld lat, jedna z najstarszych na globie. Choć znana i badana od kilku dekad, wciąż dostarcza geologom wielu niespodzianek, czasem nawet bywa źródłem sensacyjnych odkryć. Niemal zawsze są to równocześnie odkrycia kontrowersyjne, co wynika z bezmiaru czasu, jaki upłynął od utworzenia się tych skał do dziś. Po drodze działy się z nimi różne rzeczy. Przede wszystkim niemal w całości uległy metamorfizacji, czyli rozmaitym przemianom chemicznym i fizycznym zachodzącym pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. Jeśli się weźmie pod uwagę sporą aktywność tektoniczną naszej planety, i tak można to uznać za cud, że takie kawałki prastarej skorupy ziemskiej w ogóle się zachowały do naszych czasów. Zachodnia Grenlandia jest jednym z kilku zaledwie miejsc na Ziemi, gdzie odsłaniają się tak archaiczne formacje skalne. Takie matuzalemy ocalały też w zachodniej Australii, południowej Afryce, wschodniej Europie i zachodniej Kanadzie. W tej ostatniej znajdują się gnejsy Acasta, liczące 4 mld lat, uważane za najstarsze ziemskie skały.

Skalne matuzalemy

Wszystkie te okruchy dawnego świata są przedmiotem zainteresowania badaczy. Po pierwsze dlatego, że dają wgląd w odległe dzieje globu. Po drugie, ponieważ zawierają wiele minerałów, którymi interesuje się przemysł wydobywczy. Większość geologów, którzy zajmują się tymi skalnymi pamiątkami z wczesnych dziejów Ziemi, to starzy wyjadacze krążący pomiędzy Australią, Afryką i Grenlandią w poszukiwaniu tego, co dla nich najważniejsze: skamieniałych mikroorganizmów żyjących w tych odległych czasach, a jeśli nie ich samych – to przynajmniej skamieniałych śladów aktywności tych wczesnych jednokomórkowców. Pod tym względem skały Isua są prawdziwym klejnotem, jako że nie ma na naszym globie drugich tak starych, które uformowałyby się na powierzchni planety. Wspomniane gnejsy Acasta utworzyły się we wnętrzu Ziemi i nie powiedzą nam nic o tym, co się działo na samej górze.
Co innego Isua. Grenlandzkie skały już wcześniej opowiedziały co nieco o środowisku sprzed 3,7 mld lat. W 2003 r. Minik Rosing i Robert Frei z Københavns Universitet natrafili w nich na – jak twierdzili – dowody działalności jednokomórkowców zdolnych do fotosyntezy. Głównym argumentem badaczy była wysoka proporcja uranu do toru w analizowanych próbkach. „Nadwyżka pierwszego pierwiastka nad drugim mogła powstać tylko w środowisku bogatym w tlen, ten zaś mógł się pojawić tylko jako uboczny produkt fotosyntezy prowadzonej przez sinice” – pisali odważnie naukowcy, przesuwając początki fotosyntezy o miliard lat wstecz.
Później tenże sam Rosing ogłosił, że znalazł w Isua pozostałości najstarszego ryftu, czyli pęknięcia w skorupie ziemskiej, którym na powierzchnię wydobywa się magma. Współczesne ryfty dostarczają energii życiowej licznym koloniom żywych organizmów. „Być może więc zachowały się tu nie tylko ślady aktywności organizmów, ale coś znacznie ważniejszego: geologiczne dowody na istnienie 3,7–3,8 mld lat temu świata sprzyjającego obecności życia” – zastanawiał się naukowiec. Idąc za ciosem, dwa lata temu Rosing ponownie zbadał mikrodrobinki grafitu, który odnalazł w Isua jeszcze w latach 90. Po drobiazgowych analizach stwierdził z dużą dozą śmiałości: „Życie kwitło w oceanach przed co najmniej 3,7 mld lat”.

Skarb pod wiecznym śniegiem

Rosing, zresztą rodowity Grenlandczyk, to jeden z owych starych wyjadaczy, którzy od dekad próbują odnaleźć najwcześniejsze ślady życia. Zna Isua jak mało kto. Wielokrotnie przeszedł wszerz i wzdłuż wychodnie skalne, ciągnące się przez ponad 30 km. Ale nie on jeden bywał tam regularnie. Równie często powracał na Grenlandię w tych samym celu Allen Nutman, australijski geolog z University of Wollongong. Dawno temu on i Rosing napisali nawet wspólnie kilka artykułów poświęconych grenlandzkim skałom. Potem każdy z nich podążył własną drogą, ale marzenie mieli podobne: znaleźć w Isua nie tylko rozmaite geochemiczne poszlaki pośrednio wskazujące na istnienie życia na Ziemi przed 3,7–3,8 mld lat, ale natrafić także na te bardziej przekonujące, rzec można, twarde – określenie to w przypadku znalezisk skalnych pasuje jak ulał – dowody jego obecności, czyli skamieniałości. Wiele wskazuje na to, że Nutmanowi właśnie się udało. Tyle że Rosing ma w tej kwestii odmienny pogląd.
Jest wiele powodów, aby martwić się wzrostem temperatur na globie, a jeden z nich to przyspieszenie tempa tajania grenlandzkiej czaszy lodowej. Szczególnie jej południowe krańce coraz częściej narażone są na kontakt ze zwiększonymi dawkami ciepła. Dobiera się ono do jęzorów lodowych spływających do fiordu Nuup, a jedną z konsekwencji wzrostu temperatur jest odsłanianie fragmentów pasa skalnego Isua, dotychczas ukrytych przez poletka wiecznego śniegu. Właśnie w jednym z takich miejsc Nutman i jego współpracownicy natrafili w lipcu 2012 r. na wychodnię skalną, w której znaleźli swój skarb: stromatolity. W ten sposób określa się skamieniałe struktury wytworzone przez proste formy życia – cyjanobakterie, zwane też sinicami. Żyły one na dnie morskim, raczej płytkim niż głębokim, pokrywając je matą mikrobialną przypominającą szlam. Takie sinicowe maty występują i dziś na Ziemi, choć bardzo rzadko. Dzięki ich obserwacji wiemy, że rosną bardzo powoli. Żyjące na ich powierzchni organizmy tworzą warstewkę mineralną, następnie obumierają, a na nich rozwija się następne pokolenie sinic, tworząc następną warstewkę. W ten sposób powstają kolejne laminy o grubości 1–2 mm. Z tych warstewek powstają niewielkie skałki w kształcie stożków, kopuł, kolumn, grzybów czy kalafiorów. Ich skład chemiczny może być różny – choć zwykle głównym budulcem jest węglan wapnia – ale zawsze, gdy je przetniemy, w środku zobaczymy te delikatne warstewki. Stromatolity były bardzo rozpowszechnione na Ziemi przed pojawieniem się zwierząt morskich, które zaczęły żerować na sinicach. Dziś można je spotkać na globie tylko tam, gdzie warunki do życia dla zwierząt są zbyt ekstremalne.
To, co Allen Nutman znalazł w skałach Isua, nie wyglądało szczególnie imponująco. Sinicowe pochodzenie przypisał on niewielkim strukturom w kształcie małych piramidek o wysokości zaledwie 1–4 cm. „Choć są niepozorne, do złudzenia przypominają niewielkie maty mikrobialne” – mówi odkrywca. Analizy laboratoryjne potwierdziły, że znalezisko pochodzi sprzed 3,7 mld lat. Badania dostarczyły też innych geochemicznych dowodów sugerujących biologiczne pochodzenie struktur. Charakterystyczną cechą stromatolitów jest ich wewnętrzne uwarstwienie. I takich laminek również dopatrzył się Nutman. On i jego współpracownicy (wszyscy z Australii) twierdzą także, że choć formacja Isua generalnie zbudowana jest ze skał zmetamorfizowanych, to akurat ten fragment pasma skalnego nie został jakoś specjalnie mocno zmieniony. „To skamieniały kawałek dawnego dna morskiego, który dzięki szczęśliwemu zbiegowi okoliczności uniknął większych deformacji” – twierdzi geolog Martin Van Kranendonk z University of New South Wales, współautor badań, których wyniki naukowcy przedstawili pod koniec sierpnia tego roku w „Nature”.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie” 11/2016