Câu hỏi làm thế nào sự sống bắt đầu trên Trái đất luôn là vấn đề được các nhà khoa học quan tâm sâu sắc. Nhưng cũng quan trọng như cuộc sống nổi lên như thế nào là câu hỏi khi nào nó xuất hiện. Ngoài việc làm sáng tỏ làm thế nào các yếu tố không sống kết hợp với nhau để tạo thành các sinh vật sống đầu tiên (một quá trình được gọi là abiogenesis), các nhà khoa học cũng đã tìm cách xác định khi nào các sinh vật sống đầu tiên xuất hiện trên Trái đất.
Trong một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà nghiên cứu Canada, câu hỏi khi nào sự sống xuất hiện trên Trái đất bị hạn chế sử dụng hai phương pháp. Bằng cách kết hợp bằng chứng vật lý thiên văn và địa vật lý với sinh trắc học trong các mẫu địa chất, họ ước tính rằng sự sống xuất hiện khoảng 200 đến 800 triệu năm sau khi Trái đất có thể ở được (khoảng 3,7 tỷ năm trước). Nghiên cứu này có thể có ý nghĩa quyết liệt đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự sống và thời gian xuất hiện trên các hành tinh giống như Trái đất.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ đã được công bố gần đây trên tạp chíSinh vật học dưới tiêu đề là ràng buộc khoảng thời gian cho nguồn gốc sự sống trên trái đất. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi nghiên cứu sinh Ben K. D. Pearce, và bao gồm một số đồng nghiệp của ông từ Viện Nguồn gốc và Khoa Vật lý và Thiên văn học tại Đại học McMaster ở Hamilton, Ontario.
Vì lợi ích của nghiên cứu, Pearce và các đồng nghiệp đã tìm cách tạo ra một khung thời gian khi sự sống xuất hiện trên Trái đất. Như đã lưu ý, họ đã xem xét bằng chứng vật lý thiên văn và địa vật lý một mặt và mặt khác là sinh trắc học trong các mẫu địa chất để xây dựng ranh giới cho cả hai. Như Pearce đã giải thích với Tạp chí Vũ trụ qua email:
Có hai ranh giới phân định khoảng thời gian cho nguồn gốc của sự sống và để hạn chế mỗi ranh giới đòi hỏi các loại bằng chứng khác nhau. Ranh giới khả năng cư trú bị hạn chế bởi các bằng chứng vật lý thiên văn và địa vật lý, ví dụ, thời gian của tác động hình thành Mặt trăng và làm mát lớp phủ magma Trái đất. Ranh giới sinh học bị hạn chế bởi các dạng sinh học khác nhau, như microfossils, stromatolites và carbon-13 chữ ký.
Dựa trên các bằng chứng vật lý thiên văn và địa vật lý, nhóm nghiên cứu đã có thể đặt ranh giới khả năng sinh sống cho Trái đất trong khoảng 4,5 đến 3,9 tỷ năm trước. Họ đã có thể hạn chế ranh giới sinh học chặt chẽ hơn, đặt nó vào khoảng 3,7 tỷ năm trước dựa trên sự hiện diện của cả stomatolite và chữ ký carbon nhẹ trong các hạt than chì có nguồn gốc trầm tích.
Do đó, sự khác biệt giữa hai ranh giới này cung cấp cho chúng ta một ý tưởng về việc mất bao lâu để các hình thức đầu đời xuất hiện. Bằng chứng cho thấy phải mất 200 đời 800 triệu năm để xuất hiện trên Trái đất, đó là khoảng thời gian tương đối ngắn để xem hành tinh này có thể ở được 4,5 4,53,9 tỷ năm và sẽ có thể ở được thêm khoảng một tỷ nữa. Pearce.
Mặc dù nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng đối với nghiên cứu về sự sống ở đây trên Trái đất, nhưng nó chưa được áp dụng cho các hành tinh ngoài mặt trời. Mặc dù ước tính thời gian để sự sống xuất hiện trên một hành tinh như của chúng ta có thể trở nên hữu ích khi điều tra các hành tinh ngoài hành tinh giống Trái đất một ngày nào đó, kiến thức về các hành tinh và hệ thống ngoài mặt trời của chúng ta hiện còn quá hạn chế. Như Pearce đã chỉ ra:
Thật không may, chúng ta có thể thực sự sử dụng một nghiên cứu về khoảng thời gian cho nguồn gốc sự sống trên Trái đất như một hướng dẫn tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh, vì chúng ta có kích thước mẫu là n = 1. Chúng ta không biết liệu sự sống xuất hiện trên Trái đất mất nhiều thời gian hơn so với một thế giới có thể ở được, hay ngắn hơn, hay liệu sự sống xuất hiện ở bất cứ nơi nào khác ngoài Trái đất.
Tuy nhiên, như Pearce đã thêm, đánh giá này rất hữu ích trong việc hướng dẫn sự hiểu biết của chúng ta về nguồn gốc sự sống trên Trái đất. Ví dụ, 200 triệu năm có thể là một khoảng thời gian cần thiết để tổng hợp hóa học khám phá không gian trình tự biopolymer lớn, ngẫu nhiên, không chức năng. Chỉ sau khoảng thời gian dài tìm kiếm và chờ đợi này, một nhóm sao chép ổn định nhỏ mới có thể được thành lập trên Trái đất sơ khai.
Trong những năm tới, các công cụ thế hệ tiếp theo sẽ cho phép mô tả đặc tính của các ngoại hành tinh hơn bao giờ hết. Với nghiên cứu bổ sung, các ước tính khoa học về thời điểm sự sống có thể xuất hiện trên các ngoại hành tinh giống Trái đất khác nhau có thể trở nên khả dụng. Cho đến lúc đó, thật thoải mái khi biết rằng chúng ta đang tiến gần hơn đến việc xác định cách thức và thời điểm sự sống xuất hiện trên Trái đất.
