Metamorfované horniny z Nuvvuagittuq (Kanada) mohou být nejstaršími horninami na Zemi. Kredit: NASA, volná doména.

Již nějakou dobu se vědci přou o to, zda kanadské hornině "Nuvvuagittuq Supracrustal" přiznají navržených 3 750 milionů let (případně 4 388 mil let), nebo zda prvenství nejstaršího zemského minerálu náleží metamorfovanému pískovci u Jack Hills v Západní Austrálii u níž se předpokládá, že by jí molo táhnout už na 4,404 miliardy let.

Stáří hornin se kupodivu dá odhadnout poměrně přesně. Například stanovením poměru uranu a olova v krystalech zirkonu. Rychlost, jakou se uran rozkládá na olovo známe, a protože jinak se olovo do krystalu dostat nemůže, lze podle jeho zastoupení určit stáří vzniku krystalu s přesností  v rozmezí 0,1–1 procenta. Datovat horniny lze ale i analýzou jiných izotopů. Například vzácných prvků neodymu a samaria.

Pomineme-li prestiž fyziků dokazujících čeho všeho jsou pomocí rozpadu izotopů schopni, dostaneme se k tomu, proč vlastně si geologové těch nejstarších lokalit tak cení? Pochopíme to až když si uvědomíme, že naše matička Země je stará 4,6 miliardy let. A že vlivem horotvorných pochodů se to, co kdysi bývalo nahoře a tvořilo zemskou kůru, se v průběhu času mnohokrát zanořilo a v hlubině znovu přetavilo. Jinak řečeno, pozůstatků na nejstarší etapy zemské kůry je jako šafránu a jsou vzácné.

Větvící se zvlněná hematitová vlákna a shluky nepravidelných elipsoidů z Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, Québec, Kanada. Kredit: Dominic Papineau.

Jedna z takových vzácností je na východním pobřeží Hudsonova zálivu, nedaleko vesnice Inukjuaku v kanadské provincii Quebec. Přezdívá se jí ráj geologů. My laikové máme oblast Nuvvuagittuq v podvědomí spíš jako zelenokamenný pás aspirující na zapsání do Guinnessovy knihy rekordů jako místo, kde se zachovala nejstarší zemská kůra. Jedinečné kanadské naleziště je ale geologicky složitou oblastí v níž jen odborníci poznají, kdy jde o lokalitu s původním minerálem metamorfovaným a rekrystalizovaným do horniny s novou texturou i minerálním složením. Jejich stratigrafické mapy jsou popsány termíny jako jsou mafické horniny, ultramafické, břidlice i sedimentární. A právě ta poslední ze jmenovaných, ač rozsahem nejmenší (o délce asi tří kilometrů), si v našem příběhu zahraje hlavní roli. Nepůjde v ní ani tak o prvenství stáří horniny (Kanady versus Australie), ale o prvenství na známku života.

Dominic Papineau, profesor geochemie, China University of Geosciences, Wuhan, China, UCL London: „K tomu, aby se život vyvinul na organizovanou úroveň na prapůvodní obyvatelné planetě, stačí jen několik set milionů let“.

Je logické, že kromě geologů obě zmíněné oblasti přitahuji paleontology, astrobiology i amatérské hledače původu života a jeho nejstarších forem. Je to už pět let, kdy vyšla práce, v níž se uvádí, že v kanadské sedimentární hornině lze pozorovat změť tenkých zpřetrhaných mikroskopických vláknitých nicotností, a že by to mohlo být dílo pradávných bakterií živících se železem. Známky života z doby před 3,75 – 4,28 miliardy let?

Kacířská představa o známce života v jedné z nejstarších hornin na Zemi, a tedy z doby o celých tři sta milionů let mladší, než je vědeckou komunitou obecně akceptovaná reálnost prvních známek života, nemohla zůstat bez odezvy. Článku se tehdy dostalo nálepky „kontroverzní“.

Před několika dny vyšel v časopise Science Advances článek, v němž jsou zdokladovány větší a složitější struktury ze stejné lokality. Například zhruba centimetr dlouhý stonek s paralelním větvením. Na snímcích jsou rovněž dobře patrná trubkovitá vlákna na průřezu elipsoidních tvarů. I když objevitelé připouští, že některé z jejich kulovitých a různě strukturovaných „nahloučenin“ mohly být vytvořeny náhodnými chemickými reakcemi, stromovitý stonek se s největší pravděpodobností zdá být biologického původu. Žádná podobná struktura vytvořená pouze chemií, totiž zatím nebyla na Zemi pozorována.

Výbrus vzorku horniny z kanadského naleziště Nuvvuagittuq Supracrustal Belt odhalil hematitové trubice. Kredit: Matthew Dodd, University College London.

Zvlněné struktury obsahující Fe ²⁺-oxidy jsou považovány za mikrofosílie také kvůli jejich minerální podobnosti s mladšími mikrofosiliemi. Podobnost tu je i s tím, co zůstává po moderních bakteriích získávajících energii oxidací železa v hydrotermálním prostředí. Původu struktur anoxygenní fotosyntetickou oxidací jdou na ruku i přítomná zrna chalkopyritu obsahující ³⁴S  a ³³S v hornině. Jejich přítomnost rovněž vykazuje disproporcionalitu izotopů síry typickou pro mikroby žijící v prostředí chudém na kyslík.

Ani dnes všichni odborníci nadšení autorů nesdílejí a upozorňují, že by stále ještě mohlo jít jen o prebiotické a abiotické mikrostruktury. Oponentů je ale již mnohem méně, než tomu bylo po prvním oznamu z před pěti lety. Dělá to dojem, že se z kontroverzního tvrzení časem stane obecně uznávaná představa – že se nám opravdu zachovaly památky na život z doby před 3,75 miliardami let. A protože by šlo již o jeho poměrně vyvinutou životní formu, mělo by to dominový efekt na celou řadu dalších stávajících představ o dění na rané Zemi.

Kromě faktu, že život vznikl mnohem dříve, než se soudí, je možná ještě zajímavější to, jak rychle se vše událo a že vznik života se novým pohledem zdá být mnohem jednodušší. Zvládl to možná během pouhých několika set milionů let (jednoho obletu Slunce okolo středu naší galaxie). Čínští vědci z toho dál vyvozují, že podobné mikrobiální ekosystémy by měly existovat i na jiných planetárních površích, kde se kapalná voda dostala do kontaktu s vulkanickými horninami. Nejstarší kanadské mikrofosílie (pokud jimi opravdu jsou) nám mají napovídat, že mimozemský život by měl být rozšířenějším, než jsme si mysleli.

Literatura

Dominic Papineau, et al.: Metabolically diverse primordial microbial communities in Earth’s oldest seafloor-hydrothermal jasper, SCIENCE ADVANCES • 13 Apr 2022 • Vol 8, Issue 15 • DOI: 10.1126/sciadv.abm2296

Dodd, Matthew; et al. (2017). Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates. Nature. 543. doi:10.1038/nature21377. PMID 28252057