BUMI AWAL: KEADAAN DAN PERMULAAN KEHIDUPAN - BIOLOGI - 2025

The Primitive Bumi adalah satu istilah yang digunakan untuk merujuk kepada apa planet kita adalah semasa 1,000 juta tahun pertama kewujudannya. Jangkauan ini meliputi Hadic Aeon (4.600–4.000 mA) dan Eoarkic Era (4.000–3.600 Ma) dari Archaic Aeon (4.000–2.500 Ma). Dalam geologi, singkatan Ma (dari bahasa Latin, mega annum) bermaksud berjuta-juta tahun sebelum masa kini.

The Hadic, Archaic dan Proterozoic Aeons (2500-542 Ma) membentuk Precambrian, merujuk pada batuan yang terbentuk sebelum Zaman Kambria. Subdivisi Precambrian bukan unit stratigrafi formal dan didefinisikan secara murni secara kronometrik.

Sumber: pixabay.com

Pembentukan Bumi Primitif

Penjelasan yang paling banyak diterima mengenai asal usul Alam Semesta adalah teori Big Bang, yang menurutnya Alam Semesta berkembang dari volume awal yang sama dengan sifar (semua materi tertumpu di satu tempat dalam sekejap, yang disebut "singularitas") hingga mencapai jumlah besar 13.7 bilion tahun yang lalu.

Alam Semesta sudah berusia hampir 9 bilion tahun ketika, 4.567 juta tahun yang lalu, Sistem Suria dan Bumi Awal kita terbentuk. Anggaran yang sangat tepat ini berdasarkan penentuan radiometrik meteorit sejak dari Sistem Suria.

Matahari terbentuk oleh kejatuhan wilayah gas medium antarbintang. Mampatan jirim adalah penyebab suhu tinggi. Cakera berputar gas dan habuk membentuk nebula suria primitif, dari mana komponen Sistem Suria berasal.

Pembentukan Bumi Awal dapat dijelaskan dengan "model standard pembentukan planet."

Debu kosmik berkumpul melalui proses perlanggaran pertambahan, pertama antara badan langit kecil, kemudian antara planet embrio berdiameter hingga 4.000 kilometer, akhirnya antara sebilangan kecil badan planet besar.

Keadaan Bumi Primitif

Selama sejarahnya yang panjang, Bumi Awal mengalami perubahan besar dalam keadaan persekitarannya.

Syarat awal, memenuhi syarat sebagai infernal, benar-benar memusuhi semua bentuk kehidupan. Suhu yang menjadikan semua bahan darat menjadi bagian dari lautan magma, pengeboman oleh meteorit, asteroid dan planet kecil, dan kehadiran zarah-zarah ion yang mematikan yang dibawa oleh angin suria menonjol.

Selepas itu, Bumi primitif disejukkan, memungkinkan penampilan kerak bumi, air cair, atmosfera, dan keadaan fizikokimia yang menguntungkan untuk penampilan molekul organik pertama dan, akhirnya, asal usul dan pemuliharaan kehidupan.

Hadic Aeon

Pengetahuan tentang Hadic Aeon berasal dari analisis sebilangan kecil sampel batuan daratan (terbentuk antara 4,031 dan 4,0 Ma), dilengkapi dengan kesimpulan berdasarkan kajian meteorit dan bahan langit lain.

Tidak lama selepas pembentukan Bumi, yang sudah ada di Hadic Aeon, perlanggaran pertambahan terakhir berlaku dengan badan cakerawala seukuran Mars. Tenaga hentaman meleleh atau menguap sebahagian besar Bumi.

Gabungan dengan penyejukan dan penambahan wap membentuk Bulan. Bahan cair yang tinggal di Bumi membentuk lautan magma.

Inti Bumi, yang terbuat dari logam cair, berasal dari dalam lautan magma. Silika menyatu yang berasal dari kerak bumi membentuk lapisan atas lautan itu. Dinamisme hebat tahap ini menyebabkan pembezaan inti, mantel, kerak bumi, protoceano dan atmosfera.

Antara 4,568 dan 4,4 Ma, Bumi bermusuhan dengan kehidupan. Tidak ada benua atau air cair, hanya ada lautan magma yang dihujani oleh meteorit. Namun, dalam tempoh ini, keadaan kimia-persekitaran yang diperlukan untuk kemunculan kehidupan mula berkembang.

Itu Eoarki

Kehidupan umumnya dianggap berasal pada suatu ketika dalam peralihan antara Hadic Aeon dan Eoarchic Era, walaupun tidak ada mikrofosil yang diketahui membuktikannya.

Eraarkik Era adalah masa pembentukan dan penghancuran kerak bumi. Pembentukan batu tertua yang diketahui, terletak di Greenland, muncul 3.8 bilion tahun yang lalu. Vaalbará, benua besar yang dimiliki Bumi, terbentuk 3.6 bilion tahun yang lalu.

Semasa Eraarchic Era, antara 3.950 dan 3.870 Ma, Bumi dan Bulan mengalami pengeboman meteorit yang sangat hebat yang mengakhiri masa ketenangan yang telah berlangsung selama 400 juta tahun. Kawah bulan (kira-kira 1.700 dengan diameter lebih besar dari 20 km; 15 dengan diameter 300–1200 km) adalah hasil pengeboman yang paling ketara.

Di Bumi, pengeboman ini menghancurkan sebahagian besar kerak bumi dan menyebabkan lautan mendidih, membunuh semua nyawa kecuali, mungkin, bakteria tertentu, mungkin ekstremofil yang disesuaikan dengan suhu tinggi. Kehidupan terestrial berada di ambang kepupusan.

Proses prebiotik

Pada dekad kedua abad ke-20, ahli biokimia Rusia Aleksandr Oparin, mengemukakan bahawa kehidupan berasal dari persekitaran seperti Bumi Primitif melalui proses evolusi kimia yang pada awalnya membawa kepada kemunculan molekul organik sederhana.

Atmosfer akan terdiri dari gas (wap air, hidrogen, ammonia, metana) yang akan berpisah menjadi radikal oleh tindakan sinar UV.

Penggabungan radikal ini akan menghasilkan pancuran sebatian organik, membentuk kaldu primordial di mana tindak balas kimia akan menghasilkan molekul yang mampu mereplikasi.

Pada tahun 1957, Stanley Miller dan Harold Urey menunjukkan, dengan menggunakan alat yang berisi air panas dan campuran gas Oparin yang terkena percikan elektrik, evolusi kimia mungkin berlaku.

Eksperimen ini menghasilkan sebatian sederhana yang terdapat dalam hidupan, termasuk asas asid nukleik, asid amino, dan gula.

Pada langkah evolusi kimia berikutnya, yang juga dibuat secara eksperimen, sebatian sebelumnya akan bergabung bersama untuk membentuk polimer yang akan digabungkan untuk membentuk protobion. Ini tidak dapat ditiru, tetapi mempunyai selaput semipermeabel dan menarik seperti sel-sel hidup.

Asal kehidupan

Protobionts akan berubah menjadi makhluk hidup dengan memperoleh kemampuan untuk menghasilkan semula, menyebarkan maklumat genetik mereka ke generasi berikutnya.

Di makmal, polimer RNA pendek dapat disintesis secara kimia. Di antara polimer yang terdapat dalam protobion mesti ada RNA.

Apabila magma menguat, memulakan pembentukan kerak Bumi Primitif, proses pengikisan batuan menghasilkan tanah liat. Mineral ini dapat menyerap polimer RNA pendek ke permukaan terhidratnya, berfungsi sebagai templat pembentukan molekul RNA yang lebih besar.

Di makmal, juga telah ditunjukkan bahawa polimer RNA pendek dapat berfungsi sebagai enzim, menjadi pemangkin replikasi mereka sendiri. Ini menunjukkan bahawa molekul RNA dapat ditiru dalam protobion, akhirnya sel berasal, tanpa memerlukan enzim.

Perubahan rawak (mutasi) dalam molekul RNA dari protobion akan menimbulkan variasi yang mana pemilihan semula jadi dapat beroperasi. Ini akan menjadi awal dari proses evolusi yang berasal dari semua bentuk kehidupan di Bumi, dari prokariota hingga tumbuh-tumbuhan dan vertebrata.

Rujukan

1. Barge, LM 2018. Mempertimbangkan persekitaran planet di tempat asal kajian kehidupan. Nature Communications, DOI: 10.1038 / s41467-018-07493-3.
2. Djokic, T., Van Kranendonk, MJ, Campbell, KA, Walter, MR, Ward, CR 2017. Tanda-tanda kehidupan terawal di darat yang dipelihara di ca. Simpanan mata air panas 3.5 Ga. Nature Communications, DOI: 10.1038 / ncomms15263.
3. Fowler, CMR, Ebinger, CJ, Hawkesworth, CJ (eds). 2002. Bumi awal: perkembangan fizikal, kimia dan biologi. Persatuan Geologi, Penerbitan Khas 199, London.
4. Gargaud, M., Martin, H., López-García, P., Montmerle, T., Pascal, R. 2012. Matahari Muda, Bumi awal dan asal-usul kehidupan: pelajaran untuk astrobiologi. Springer, Heidelberg.
5. Hedman, M. 2007. Zaman segalanya - bagaimana sains meneroka masa lalu. University of Chicago Press, Chicago.
6. Jortner, J. 2006. Syarat-syarat untuk kemunculan kehidupan di Bumi awal: ringkasan dan pantulan. Transaksi Falsafah Masyarakat Diraja B, 361, 1877–1891.
7. Kesler, SE, Ohmoto, H. (ed.). 2006. Evolusi atmosfera awal, hidrosfera, dan biosfera: kekangan dari deposit bijih. Persatuan Geologi Amerika, Boulder, Memoir 198.
8. Lunine, JI 2006. Keadaan fizikal di Bumi awal. Transaksi Falsafah Masyarakat Diraja B, 361, 1721–1731.
9. Ogg, JG, Ogg, G., Gradstein, FM 2008. Skala waktu geologi ringkas. Cambridge, New York.
10. Rollinson, HR 2007. Sistem Bumi Awal: pendekatan geokimia. Blackwell, Malden.
11. Shaw, GH 2016. Suasana dan lautan awal bumi, dan asal usul kehidupan. Springer, Cham.
12. Teerikorpi, P., Valtonen, M., Lehto, K., Lehto, H., Byrd, G., Chernin, A. 2009. Alam semesta yang sedang berkembang dan asal usul kehidupan - pencarian akar kosmik kita. Springer, New York.
13. Wacey, D. 2009. Kehidupan awal di Bumi: panduan praktikal. Springer, New York.
14. Wickramasinghe, J., Wickramasinghe, C., Napier, W. 2010. Komet dan asal usul kehidupan. World Scientific, New Jersey.