Співвідношення ізотопів вуглецю в мінеральних кристалах віком 4,1 млрд років вказує на те, що вже в той час на Землі могло існувати якесь життя.
Вважається, що Земля виникла близько 4,5 млрд років тому, про це говорять дані радіоізотопного датування земних мінералів і метеоритної речовини. Скельних земних порід не вдалося знайти старше 4 млрд років, проте є кристали мінералу циркону, вік яких не менше 4,404 млрд років; з іншого боку, агрегати кальцію та алюмінію з метеоритів вказують на час виникнення Сонячної системи в 4,567 млрд років; раніше Земля виникнути просто не могла. Ті часи називають ще катархеєм, або гадеєм.
За катархеєм пішов геологічний еон під назвою архей - саме в археї, 3,8 млрд років тому, виникло життя. Зрозуміло, ніяких викопних останків живих організмів від тих часів не збереглося, проте їх присутність можна визначити за ізотопно-хімічним складом мінералів, що виникли тоді. Втім, як вважають дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, ми сміливо можемо накинути земного життя ще 300 мільйонів років, відсунувши час її виникнення до 4,1 млрд років тому.
Елізабет Белл (Elizabeth A. Bell) разом з колегами вивчала частинки циркону з горбистої гряди Джек Хіллс в Австралії - там знаходять мінеральні кристали, стародавнє яких немає на Землі (власне, завдяки місцевому циркону і вдалося датувати вік землі в 4,4 млрд років). Вивчали їх в надії знайти в них залишки вуглецю у вигляді алмазу або ж графіту. Сама по собі наявність того чи іншого не обов'язково вказує на те, що в ту епоху існувало життя. Однак у графіті, який вдалося-таки знайти в цирконових частинках, була специфічна пропорція важких і легких вуглецевих ізотопів С12 і С13, з чого можна було зробити висновок, що в знайденому графіті є атоми, що прийшли з біологічних молекул. Результати опубліковані в статті в PNAS.
Як це могло статися? Автори роботи пропонують таку модель: біогенний вуглець під час тектонічних пертурбацій потрапляв із земної кори в мантію, де в гарячій магмі і під тиском перетворювався на графіт, і в такому вигляді потрапляв у частинки циркону. Однак у ті часи таке співвідношення С12 і С13 могло траплятися і з якихось ще причин, не обов'язково зважаючи на процеси чиєїсь життєдіяльності.
І самі дослідники цілком обережно у власних висновках пропонують можливі небіогенні пояснення такої ізотопної пропорції. Наприклад, на землю міг прилетіти метеорит з легким вуглецем, який потім перейшов у графіт. З іншого боку, хімікам відома реакція Фішера-Тропша, коли в присутності каталізатора монооксид вуглецю СО і водень можуть утворювати різні вуглеводні, починаючи з метану. За часів катархея такий процес цілком міг йти поруч з гідротермальними джерелами; вуглець, який брав участь у цій реакції, цілком міг змістити ізотопний баланс у «живий» бік.
До обережності у висновках тут має ще й те, що перед нами не перший випадок, коли час виникнення життя пробували «відкотити» назад. Наприклад, у 2008 році аналіз тих же цирконових кристалів показав існування біогенного вуглецю віком 4,3 млрд років. Незабаром, однак, виявилося, що біогенний вуглець виявився звичайним лабораторним забрудненням. Втім, зараз контроль над можливим забрудненням спеціально посилили, щоб та історія не повторилася. Також є сумніви в тому, що вуглецевий матеріал, що міститься в цирконових частинках, відноситься до того ж часу, що і сам циркон, і тут добре б додатково переконатися, що кристали мінералу не зазнавали ніяких перетворень, структурних перетворень, які б допомогли більш пізньому «живому» вуглецю проникнути в них.
Так чи інакше, зараз потрібно підтвердити нові дані з урахуванням усіх сумнівів і бажано на більшій кількості матеріалу. Якщо виявиться, що життя і справді з'явилося на Землі 4,1 млрд років тому, то доведеться визнати, що вже в той час планета була набагато придатнішою для неї, ніж ми думаємо зараз - або саме життя в той час було більш невибагливим.