วิทยาศาสตร์โลก: โลกเกิดขึ้นได้อย่างไร

Birger Schmitz

 สนุกสนานกับเรื่องราวของชีวิตและหินที่วิวัฒนาการร่วมกันบนโลก เรื่องราวของโลก: 4.5 พันล้านปีแรก จากละอองดาวสู่โลกที่มีชีวิต โรเบิร์ต เอ็ม. เฮเซน หนังสือไวกิ้ง: 2012 320 หน้า $27.95, 17.50 ปอนด์ 9780670023554 | ISBN: 978-0-6700-2355-4 หากไม่มีนักธรณีวิทยา โลกตะวันตกอาจจะยังคงยึดถือเรื่องราวในพระคัมภีร์ว่าโลกและชีวิตถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร ในช่วงสองสามศตวรรษที่ผ่านมา หลายพันคนได้อุทิศชีวิตเพื่อการศึกษาหินอย่างพิถีพิถัน — วิเคราะห์บันทึกโดยละเอียดของสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลกของเราตลอดทุกยุคทุกสมัย ใน The Story of Earth นักธรณีวิทยา Robert Hazen สรุปเรื่องราวสมัยใหม่ของการสร้างสรรค์อย่างหรูหรา

โลกก่อตัวขึ้นจากความรุนแรง รวมถึงการปะทะกับเธียที่สร้างดวงจันทร์ เครดิต: P. WOOTTON/SPL

จากการวิจัยล่าสุดและได้รับอิทธิพลจากความก้าวหน้าทางโหราศาสตร์ Hazen มีจุดยืนที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เขาแนะนำแนวคิดของ “วิวัฒนาการแร่” – การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของหินของโลก – เพื่อบอกเล่าเรื่องราวที่น่าทึ่งของทรงกลมที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตที่พันกันของโลก

เรื่องราวเกี่ยวกับเฮเซนเริ่มต้นเมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน เมื่อระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากเมฆก๊าซขนาดมหึมา ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่และฮีเลียมบางส่วน ระบบสุริยะเป็นผู้มาใหม่ในจักรวาล ซึ่งเก่ากว่าสามเท่า ดาวเคราะห์น้อยเก่าแก่ที่ควบแน่นเมื่อระบบสุริยะก่อตัวและตกลงสู่พื้นโลกในเวลาต่อมาเมื่ออุกกาบาตบอกเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมัน โลกอายุน้อยมีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วภายในหนึ่งล้านปีนับจากการก่อตัวของระบบสุริยะ แต่ 50 ล้านปีต่อมา วัตถุขนาดเท่าดาวอังคารที่มีชื่อว่า Theia ชนกับโลกของเรา จากการดีดออก ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้น

เราไม่มีบันทึกโดยตรงเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลกในช่วง 800 ล้านปีแรกของโลก เนื่องจากไม่มีหินเหลืออยู่ในช่วงเวลานี้ แต่หินดวงจันทร์ซึ่งส่วนใหญ่รวบรวมโดยภารกิจ Apollo ของ NASA ในปี 1970 เผยให้เห็นว่าดวงจันทร์และโลกถูกทิ้งระเบิดอย่างหนักโดยดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ หลุมอุกกาบาตของดวงจันทร์เกือบทั้งหมดมาจากยุคที่เลวร้าย พื้นผิวโลกน่าจะถูกทำลายไปในระหว่างนั้น

ชีวิตเริ่มต้นอย่างไร? 

Hazen บอกเล่าเรื่องราวภายในของการทดลองที่มหาวิทยาลัยชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ ในปี 1950 นักเคมี Harold Urey และ Stanley Miller ใช้ประกายไฟไฟฟ้าเพื่อจำลองผลกระทบของฟ้าผ่าบนส่วนผสมของน้ำเดือดและก๊าซที่มีจุดประสงค์เพื่อเลียนแบบองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกยุคแรกๆ ซุปของชีวโมเลกุลก่อตัวขึ้น รวมทั้งกรดอะมิโนและคาร์โบไฮเดรต เห็นได้ชัดว่าเป็นการตอบคำถามเรื่องต้นกำเนิดของชีวิต Hazen อธิบายว่าอิทธิพลของ Urey และ Miller ในสาขานี้แข็งแกร่งมาก Hazen อธิบายว่าแนวคิดที่แข่งขันกันถูกขัดขวางมาเป็นเวลาสามทศวรรษ

มุมมองปัจจุบันคือหน่วยการสร้างของชีวิตสามารถผลิตได้ในทุกสภาพแวดล้อม โดยให้แหล่งพลังงานและโมเลกุลที่มีคาร์บอนขนาดเล็ก สายฟ้าไม่จำเป็น กรดอะมิโนยังมีอยู่มากในอุกกาบาตบางตัวที่มายังโลกจากแถบดาวเคราะห์น้อยที่ปลอดเชื้ออย่างเห็นได้ชัด

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวตัวแรกน่าจะกำเนิดเมื่อประมาณ 3.8 พันล้านปีก่อน ในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดเหตุการณ์หนึ่งในประวัติศาสตร์ของโลก พวกเขาเริ่มใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง และสูบฉีดออกซิเจนที่มีปฏิกิริยาสูงสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อประมาณ 2.5 พันล้านปีก่อน พื้นผิวของโลกเปลี่ยนจากสีดำเป็นสีแดงเมื่อเปลือกหินบะซอลต์เกิดสนิมขึ้นในดินที่อุดมด้วยเหล็กออกไซด์ แต่ต้องใช้เวลานานกว่ามากในการสร้างระดับออกซิเจนในมหาสมุทร