ฟอสซิลเคมีอาจอพยพเข้าสู่หินหลังจากเกิดตะกอนขึ้น
ไบโอมาร์คเกอร์เคมีในหินโบราณของออสเตรเลียสล็อตแตกง่าย ซึ่งเคยคิดว่าเป็นหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้กันเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนบนโลก อาจถูกแทรกซึมเข้าไปหลังจากที่ตะกอนถูกวางลง การวิเคราะห์ใหม่แนะนำ หลักฐานมีพื้นฐานมาจากไบโอมาร์คเกอร์ ซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่โดดเด่นซึ่งผลิตขึ้นในปัจจุบันโดยญาติในยุคปัจจุบันของไซยาโนแบคทีเรียและรูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนอื่นๆ ในปี 2542 ทีมนักวิจัยได้โต้แย้งว่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในหินอายุ 2.7 พันล้านปีได้ผลักดันต้นกำเนิดของไซยาโนแบคทีเรียกลับคืนมาอย่างน้อย 550 ล้านปีและยูคาริโอตประมาณหนึ่งพันล้านปี
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์บางคนตีความการค้นพบใหม่นี้ ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Natureเมื่อวันที่ 23 ต.ค. ว่าเป็นการพิสูจน์หักล้างวันที่ที่เก่ากว่า คนอื่นๆ โต้แย้งว่าผลลัพธ์ดังกล่าวยังคงช่วยให้สิ่งมีชีวิตหรือเครือญาติของพวกมันปรากฏอยู่ได้ในขณะนั้น
ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตแรกในโลกประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว หรือโปรคาริโอต เช่น แบคทีเรีย ต่อมาคือ ไซยาโนแบคทีเรีย ซึ่งเป็นกลุ่มของแบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่ผลิตออกซิเจน ก่อนเริ่มงานปี 2542 ฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักของกลุ่มนี้มีอายุประมาณ 2.15 พันล้านปี ในทำนองเดียวกัน ฟอสซิลยูคาริโอตที่เก่าแก่ที่สุด ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีเซลล์ประกอบด้วยนิวเคลียส มีอายุประมาณ 1.7 พันล้านปี ซากของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถถูกทำลายได้เมื่อความร้อนและความดันลึกภายในโลกเปลี่ยนโมเลกุลเป็นปิโตรเลียมและเคโรเจน ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารประกอบที่มีคาร์บอนเป็นสายยาวและมีคาร์บอนสูง
ผลการวิเคราะห์หินในออสเตรเลียครั้งแรก (SN: 28/28/99, p. 141) เป็นที่ถกเถียงกัน Birger Rasmussen นักธรณีเคมีแห่งวิทยาเขต Curtin University of Technology ในเมือง Bentley ประเทศออสเตรเลียกล่าว ประการหนึ่ง หินดินดาน – ซึ่งถูกวางลงเป็นตะกอนเมื่อประมาณ 2.7 พันล้านปีก่อน – มีอนุภาคเล็ก ๆ ของ pyrobitumen ซึ่งเป็นเศษละอองน้ำมันเหมือนถ่านหินที่แข็งตัวเมื่อชั้นตะกอนสุก Pyrobitumen เป็นสัญญาณว่าตะกอนและสารอินทรีย์ใดๆ ที่พวกมันมีอุณหภูมิตั้งแต่ 200°C ถึง 3000°C เป็นเวลานาน หินยังมีเคโรเจนอยู่เป็นจำนวนมาก
กระนั้น ตัวอย่างยังมีโฮพานในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งเป็นกลุ่มของสารเคมีอินทรีย์ที่ผลิตโดยไซยาโนแบคทีเรียและแบคทีเรียอื่นๆ บางตัว รวมทั้งสเตรานซึ่งผลิตโดยยูคาริโอตเท่านั้น การที่ก้อนหินเป็นเจ้าภาพ biomarkers เหล่านี้ซึ่งควรจะถูกทำลายโดยความร้อนและความดันที่จำเป็นในการสร้าง pyrobitumen “ทำให้เกิดปัญหาเล็กน้อย” Rasmussen กล่าว
อย่างไรก็ตาม
เนื่องจากหินในออสเตรเลียมีหลักฐานการเสื่อมสภาพจากความร้อนเพียงเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์ในขณะนั้นส่วนใหญ่เพิกเฉยต่อแนวคิดที่ว่าโฮเพนและสเตอเรนได้อพยพเข้าสู่หินหลายปีหลังจากที่ตะกอนก่อตัวขึ้น แต่การตีความดังกล่าวนำไปสู่ปริศนาอีกประการหนึ่ง นั่นคือ การมีอยู่ของไซยาโนแบคทีเรียที่สร้างออกซิเจนโดยอนุมานได้อย่างน้อย 350 ล้านปีก่อนที่ออกซิเจนปริมาณมากจะปรากฎในชั้นบรรยากาศ (SN: 1/24/04, p. 61)
การทดสอบรายงานในปี 2542 และการทดสอบอื่นๆ ดำเนินการตั้งแต่นั้นมา โดยเปรียบเทียบอัตราส่วนของไอโซโทปคาร์บอนในไบโอมาร์คเกอร์ ซึ่งสามารถสกัดได้จากชั้นหิน กับอัตราส่วนของไพโรบิทูเมนและเคโรเจนที่หลงเหลืออยู่ในหิน การเปรียบเทียบอัตราส่วนเหล่านี้ทำให้นักวิจัยสามารถระบุได้ว่าทั้งสองมาจากวัสดุอินทรีย์กลุ่มเดียวกันหรือไม่
Ian Fletcher จาก Curtin University of Technology และผู้เขียนร่วมของรายงานฉบับใหม่กล่าวว่าการวัดค่าไอโซโทปครั้งก่อนๆ นั้นไม่สามารถแยกความแตกต่างในอัตราส่วนไอโซโทปในไพโรบิทูเมนได้ อย่างไรก็ตาม ในการวิเคราะห์ครั้งใหม่นี้ เขา Rasmussen และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา ซึ่งรวมถึงนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีม 1999 ได้ใช้เครื่องมือที่มีไมโครโพรบที่ช่วยให้พวกเขาสามารถวัดอัตราส่วนคาร์บอน-ไอโซโทปบนจุดของหินที่ไม่บุบสลายได้ซึ่งมีขนาดเล็กถึง 5 ไมโครเมตรขนาดประมาณแบคทีเรียตัวเดียว
โดยทั่วไปแล้ว สัดส่วนของไอโซโทปคาร์บอน-13 ที่พบในเคโรเจนและไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ จะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 3 ส่วนต่อพัน ซึ่งน้อยกว่าสัดส่วนที่พบในอินทรียวัตถุดั้งเดิมซึ่งสารเหล่านั้นได้มา เฟลทเชอร์กล่าว แต่การวิเคราะห์ใหม่ของทีมแสดงให้เห็นว่าสัดส่วนของไอโซโทปคาร์บอน-13 ของ kerogen และ pyrobitumen ในหินของออสเตรเลียนั้นอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 ส่วนต่อพันซึ่งน้อยกว่าที่พบใน hopanes และ steranes ซึ่งเป็น biomarkers ที่คงไม่ดัดแปลงสำหรับไซยาโนแบคทีเรียและยูคาริโอต สกัดจากหินก้อนเดียวกัน ความแตกต่างนี้บ่งชี้ว่า kerogen และ pyrobitumen อาจไม่เกี่ยวข้องกับ biomarkers เฟลตเชอร์กล่าว นอกจากนี้ยังเป็นสัญญาณที่ชัดเจนว่า biomarkers ได้อพยพเข้าไปในโขดหินหลังจาก 2.2 พันล้านปีก่อน เมื่อหินเปลี่ยนรูปส่วนใหญ่ที่ก่อตัวเป็นไพโรบิทูเมน “เราไม่สามารถบอกได้ว่าไบโอมาร์คเกอร์มาจากไหนหรือเมื่อไหร่” เขากล่าว “เราไม่สามารถแสร้งทำเป็นรู้ได้”
เครื่องมือที่สามารถตรวจจับสารที่มีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยในหนึ่งพันล้านส่วนทำให้เกิดความท้าทายเนื่องจากเซ็นเซอร์ยังสามารถดักจับสารปนเปื้อนตามรอย Woodward Fischer นักธรณีวิทยาจาก Caltech ในพาซาดีนาแสดงความคิดเห็น ไบโอมาร์คเกอร์ เช่น โฮพานถูกผลิตโดยสิ่งมีชีวิต แต่ยังตรวจพบในไอเสียดีเซล การปล่อยเชื้อเพลิงฟอสซิล และมลพิษทางอากาศในเมือง (SN: 9/8/07, หน้า 152)
การค้นพบใหม่ “เป็นข้อสังเกตที่น่าสนใจ แต่ Rasmussen และเพื่อนร่วมงานของเขามีคำอธิบายเพียงข้อเดียวสำหรับผลลัพธ์” Jennifer Eigenbrode นักธรณีเคมีอินทรีย์ที่ NASA Goddard Space Flight Center ใน Greenbelt, Md. กล่าวสล็อตแตกง่าย
