Кристали циркону, як капсула часу, можуть зберігати сліди життя сотнями мільйонів років у вигляді біогенного вуглецю. Використовуючи нові методи, вченим із Гейдельберзького університету вдалося відстежити дуже старі та рідкісні зразки мінералу циркону, який містить графітові включення, в яких легкий вуглець можна ідентифікувати як залишок раннього життя.
На думку дослідників, це відкриває нові можливості для дослідження раннього періоду існування нашої планети, для якого ні скам’янілості, ні відкладення не збереглися в первісному вигляді.
Мінеральні зерна циркону утворюються з магми, тобто розплавленої породи, у надзвичайно гарячому та внутрішньо ворожому середовищі. Проте розігріті залишки організмів перетворювалися на вуглекислий газ і метан і відкладалися у вигляді графіту в мінералі циркон при температурі приблизно 700°C.
«Спеціальна ізотопна ознака біогенного вуглецю в основному зберігається в більшості включень і залишає своєрідний відбиток ранніх форм життя», — пояснює провідний автор дослідження доктор Манфред Фогт з Інституту наук про Землю Гейдельберзького університету.
Проведення вимірювань надзвичайно складне, підкреслюють дослідники. По-перше, цілі включення графіту, деяким розміром лише кілька мікрометрів і, отже, у сто разів дрібніші за людську волосину, повинні бути знайдені та ідентифіковані в кристалах циркону. Щоб виключити забруднення вуглецем із навколишнього середовища, використовується неруйнівна мікроспектроскопія комбінаційного розсіювання для дослідження інкапсульованих включень у цирконах. Далі циркони бомбардують іонним променем, щоб оголити включення графіту, щоб можна було проаналізувати їх ізотопний склад вуглецю.
«У цьому процесі ми можемо видалити лише кілька нанометрів товстих шарів вуглецю та виміряти їх окремо, отримуючи таким чином багато точок даних для одного включення, щоб виявити можливі варіації», — пояснює д-р Вінфрід Шварц, учасник дослідження. Результати дослідження опубліковані в Geochimica et Cosmochimica Acta.
Циркони є одними з найдавніших мінералів на Землі, деяким з них понад чотири мільярди років. «Вони можуть навчити нас про більш ніж 96% історії Землі. Протягом перших ста мільйонів років ці кристали являють собою єдину відому інформацію про дуже ранні умови на планеті. Включення в ці найдавніші циркони вже виявили, що вода й океани існували на Землі з самого початку, а також рухи континентальних плит», – пояснює д-р Фогт.