ดาวเคราะห์น้อยโบราณอาจสร้างสิ่งมีชีวิตที่ผลิตออกซิเจนบนโลก

ทีมงานจากสถาบันธรณีวิทยาศาสตร์และทรัพยากรแร่แห่งเกาหลี (KIGAM) ได้ระบุฟอสซิลสโตรมาโตไลต์ภายในปล่องภูเขาไฟฮับชอนในเกาหลีใต้ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยอาจสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่ผลิตออกซิเจนเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Communications Earth & Environment

สโตรมาโตไลต์เป็นโครงสร้างหลายชั้นที่สร้างขึ้นโดยชุมชนจุลินทรีย์โบราณ ฟอสซิลแต่ละชิ้นที่พบในไซต์นี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 10 ถึง 20 เซนติเมตร นี่เป็นครั้งแรกที่มีการระบุโครงสร้างดังกล่าวในปล่องฮับชอน ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยที่ได้รับการยืนยันเพียงแห่งเดียวในคาบสมุทรเกาหลี

ทะเลสาบน้ำพุร้อนเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิตดึกดำบรรพ์

นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าสโตรมาโตไลต์อาจก่อตัวขึ้นในทะเลสาบน้ำพุร้อนที่เกิดขึ้นทันทีหลังจากการชนของดาวเคราะห์น้อย การกระแทกจะทำให้เกิดความร้อนจัด ทำให้หินที่อยู่ติดกันละลาย และทำให้น้ำอุ่นเป็นเวลานาน สภาพความร้อนเหล่านี้เมื่อรวมกับแร่ธาตุที่ละลายน้ำ จะสร้างที่อยู่อาศัยในอุดมคติสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์โบราณ

ไซยาโนแบคทีเรียมีหน้าที่สร้างสโตรมาโตไลต์ ปล่อยออกซิเจนเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ฟอสซิลสโตรมาโตไลท์มีอายุย้อนกลับไปอย่างน้อย 3.5 พันล้านปี ทำให้เป็นหนึ่งในหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนโลก

หลักฐานธรณีเคมียืนยันแหล่งกำเนิดความร้อนใต้พิภพ

การทดสอบธรณีเคมีกับฟอสซิลเผยให้เห็นสัญญาณของวัสดุนอกโลกและการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยน้ำร้อน ส่วนด้านในของสโตรมาโตไลต์แสดงลักษณะพิเศษของไฮโดรเทอร์มอลที่รุนแรงมากขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าโครงสร้างต่างๆ พัฒนาขึ้นในช่วงแรกๆ ที่อากาศอบอุ่นกว่าของทะเลสาบปล่องภูเขาไฟ

ดร.แจซู ลิม ผู้เขียนหลักของการศึกษานี้ กล่าวว่า “นี่เป็นหลักฐานที่ครอบคลุมชิ้นแรกที่ชี้ให้เห็นว่าสโตรมาโตไลต์สามารถก่อตัวได้ในทะเลสาบความร้อนใต้พิภพที่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์น้อย สภาพแวดล้อมดังกล่าวอาจก่อให้เกิดเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อระบบนิเวศของจุลินทรีย์กลุ่มแรกๆ”

ข้อมูลทางเคมีสนับสนุนสมมติฐานที่ว่าสโตรมาโตไลต์ยังคงก่อตัวต่อไปในขณะที่สภาพแวดล้อมค่อยๆ เย็นลงหลังจากการกระแทกครั้งแรก

ผลกระทบต่อเหตุการณ์ออกซิเดชันหลัก

การค้นพบนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับเหตุการณ์ Great Oxidation Event (GOE) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 2.4 พันล้านปีก่อน เมื่อระดับออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าทะเลสาบความร้อนใต้พิภพที่เกิดจากการชนของดาวเคราะห์น้อยทำหน้าที่เป็น “โอเอซิสออกซิเจน” ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น

สภาพแวดล้อมที่แยกจากกันเหล่านี้ทำให้จุลินทรีย์ที่ผลิตออกซิเจนเจริญเติบโตก่อนที่ออกซิเจนจะกระจายไปทั่วชั้นบรรยากาศของโลก ทฤษฎีนี้อธิบายว่าแหล่งที่อยู่อาศัยที่เฉพาะเจาะจงสามารถให้เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาชีวิตที่ได้รับออกซิเจนตั้งแต่เนิ่นๆ ได้อย่างไร

แบบจำลองที่เสนอโดยนักวิจัยผสมผสานผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยเข้าด้วยกันเป็นปัจจัยสำคัญในการวิวัฒนาการของชีวมณฑลดึกดำบรรพ์ เหตุการณ์เหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงเหตุการณ์ทำลายล้างเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สร้างระบบนิเวศชั่วคราวที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว

บริบทการวิจัยใน KIGAM

สถาบันธรณีวิทยาศาสตร์และทรัพยากรแร่แห่งเกาหลี (KIGAM) เป็นสถาบันวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลซึ่งเชี่ยวชาญด้านธรณีศาสตร์ ทรัพยากรธรรมชาติ และระบบวิทยาศาสตร์โลก การศึกษาใหม่ขยายความจากงานก่อนหน้านี้ที่ตีพิมพ์ในปี 2021 ในวารสาร Gondwana Research เมื่อทีมงานยืนยันการมีอยู่ของปล่องภูเขาไฟฮับชอนเป็นครั้งแรก

การวิจัยในปัจจุบันได้เพิ่มหลักฐานทางชีววิทยาให้กับความรู้เดิมเกี่ยวกับสถานที่นี้ การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการทำความเข้าใจกระบวนการที่สร้างประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาและชีววิทยาของโลก

ผลการศึกษาที่สำคัญ:

• Stromatolites ระบุว่ามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ถึง 20 เซนติเมตรในพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของปล่องภูเขาไฟ
• หลักฐานการก่อตัวในสภาพแวดล้อมไฮโดรเทอร์มอลที่ร้อนและอุดมด้วยแร่ธาตุ
• ลายเซ็นทางเคมีที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงด้วยน้ำร้อน
• หลักฐานที่ครอบคลุมครั้งแรกของสโตรมาโตไลต์ในทะเลสาบปล่องภูเขาไฟที่กระทบกับความร้อนใต้พิภพ
• ความเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างการชนของดาวเคราะห์น้อยและการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีออกซิเจนดึกดำบรรพ์

ผลกระทบจากการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร

การค้นพบขยายไปไกลกว่าโลก นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าดาวอังคารในยุคแรกๆ มีหลุมอุกกาบาตที่เต็มไปด้วยน้ำ คล้ายกับบนโลกยุคแรกๆ สภาพแวดล้อมในปล่องภูเขาไฟที่ชนกับดาวอังคารทำให้เป็นสถานที่ที่น่าค้นหาในการค้นหาสัญญาณของชีวิตจุลินทรีย์โบราณ

วิธีการที่พัฒนาขึ้นจากปล่องภูเขาไฟฮับชอนเป็นกรอบการทำงานสำหรับการตรวจสอบดาวอังคารในอนาคต ภารกิจสำรวจในอนาคตสามารถใช้รูปแบบที่ระบุในเกาหลีใต้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการตรวจจับโครงสร้างคล้ายคลึงกันบนดาวเคราะห์สีแดง