Kolme viimeaikaista tutkimusta parantavat käsitystämme maapallon varhaisvaiheen ympäristöolosuhteista – tämä on tärkeää paitsi oman planeettamme historian rekonstruoimiseksi myös planeettojen asuttavuuden arvioimiseksi.
Ensimmäistä näistä tutkimuksista johti John Tarduno Rochesterin yliopistosta, ja se raportoitiin Kansallisen tiedeakatemian julkaisussa Proceedings of the National Academy of Sciences. Kirjoittajat esittävät todisteita voimakkaasta magneettikentästä Maan ympärillä noin 4,1 miljardin-4 miljardin vuoden takaa. Heidän johtopäätöksensä perustuu tiettyjen mineraalien (zirkonien) magnetiittisulkeumiin, joten se vaikuttaa erittäin luotettavalta. Vahva magneettikenttä olisi ollut elintärkeä elämän syntymiselle Maahan, koska se olisi suojannut pintaa aurinkotuulelta. Aurinkomme kaltaisten tähtien tiedetään säteilevän suuria määriä haitallista säteilyä, kun ne ovat vielä nuoria, ja ilman magneettikenttää on epävarmaa, olisiko elämä Maan pinnalla selvinnyt tästä tulvasta.
Millainen oli Maan ilmakehä tuolloin? Washingtonin yliopiston Owen Lehmerin ja kollegoiden Science Advances -lehdessä raportoiman mallinnustyön perusteella se näyttää koostuneen ainakin 70-prosenttisesti hiilidioksidista. Tiesimme jo aiemmista tutkimuksista, että maapallon varhaisessa ilmakehässä oli hyvin vähän happea. Lehmer ym. väittävät, että vähintään 70 prosentin hiilidioksidipitoisuus voisi selittää 2,7 miljardia vuotta vanhoista mikrometeoriiteista havaitun raudan hapettumisen. On todennäköistä, että nämä korkeat pitoisuudet ulottuivat arkeeisen ajanjakson alkuun noin 4 miljardia vuotta sitten, mikä tarkoittaa, että elämä on saattanut syntyä tällaisessa ilmakehässä.
Toinen keskeinen ympäristötekijä, joka vaikutti Varhais-Maahan, oli meteoriittien pommitus – ei vain mikrometeoriittien, vaan myös suurempien iskujen, jotka molemmat olivat yleisempiä kuin nykyään. Valitettavasti meillä ei ole täydellisiä tietoja niistä, koska yli neljä miljardia vuotta vanhat kivet ovat hyvin harvinaisia, koska geologinen toiminta on pyyhkinyt ne pois. Voimme saada arvioita vain Kuun kraatterinopeuden perusteella – niissä paikoissa, joissa voimme yhä nähdä muinaisia kraattereita – ja ekstrapoloida tämän nopeuden Maahan.
Näistä rajoituksista huolimatta NASA:n Johnsonin avaruuskeskuksen Astromateriaalien tutkimus- ja tutkimusosaston Timmons Ericksonin johtama ryhmä raportoi hiljattain Nature Communications -lehdessä vanhimmasta meteoriittikraatterista, joka on toistaiseksi löydetty Maasta. Se tunnistettiin mineraaleista, jotka muuttuivat ja järkkyivät törmäyksessä nykyisen Länsi-Australian alueella noin 2,2 miljardia vuotta sitten.
Tällä törmäyksellä saattoi olla valtavat seuraukset maapallon ilmastolle, sillä se sattui, kun maapallo oli juuri päässyt jääkauden jälkeen. Juuri sitä ennen planeettamme oli kokonaan tai lähes kokonaan jään peitossa – skenaariota kutsutaan yleensä Lumipallo-Maaksi. Törmäys oli niin voimakas, että se olisi muuttanut jään suoraan vesihöyryksi, joka on voimakas kasvihuonekaasu ja joka olisi lämmittänyt planeettaa tarpeeksi, jotta jääkausi olisi päättynyt. Maapallon biosfääri, joka tuohon aikaan oli vain mikrobiperäinen, olisi voinut lisääntyä ja monipuolistua.
Oliko Australian meteoriitti todella syypää lämpenemiseen vai oliko iskun ajoitus vain sattumaa, emme tiedä. Mutta tutkimus osoittaa meille, millainen voima maan ulkopuolisilla tapahtumilla on muuttaa ilmastoamme. Ja se antaa meille – muiden viimeaikaisten tutkimusten ohella – käsityksen siitä, millaiset olosuhteet maapallon alkuaikoina todella olivat.