Deze oude rots verandert onze theorie over het ontstaan van het leven

Precies wanneer en waar begon het leven op Aarde? Wetenschappers hebben lang gedacht dat het drie miljard jaar geleden in de oceaan ontstond -- totdat astrobioloog Tara Djokic en haar team een onverwachte ontdekking deden in de West-Australische woestijn.
Leer hoe een oude rots gevonden in de buurt van een warme vulkanische poel ons begrip van de puzzel van de oorsprong van het leven verandert.

De Aarde is 4,6 miljard jaar oud,

maar een mensenleven duurt vaak
minder dan 100 jaar.

Dus waarom die zorg over
de geschiedenis van onze planeet

als het verre verleden zo weinig invloed
lijkt te hebben op het leven van alledag?

Want, voor zover wij kunnen nagaan,

is de Aarde de enige planeet
in ons zonnestelsel

waarvan bekend is dat er leven ontstond,

en het enige systeem

dat in het levensonderhoud
van de mens kan voorzien.

Waarom dan de Aarde?

We weten dat de Aarde uniek is
door de platentektoniek,

vloeibaar water op het oppervlak

en een zuurstofrijke atmosfeer.

Maar dit is niet altijd zo geweest

en we weten dit omdat oude gesteenten
de cruciale momenten hebben opgetekend

in de planetaire evolutie van de Aarde.

Een van de beste plaatsen
om die oude gesteenten te observeren

is in de Pilbara van West-Australië.

De rotsen zijn daar 3,5 miljard jaar oud

en ze bevatten enkele van de oudste
bewijzen voor leven op de planeet.

Vaak, als we denken aan het vroege leven,

stellen we ons soms een stegosaurus voor

of misschien een vis
die het land opkruipt.

Maar het vroege leven
waar ik het over heb,

is eenvoudig microscopisch leven,
zoals bacteriën.

Hun fossielen worden vaak bewaard
als gelaagde rotsstructuren,

stromatolieten genaamd.

Deze eenvoudige vorm van leven
is bijna alles wat we zien in de fossielen

voor de eerste drie miljard jaar
van het leven op Aarde.

Van onze soort worden
alleen fossielen gevonden

in de laatste paar honderdduizend jaar.

We weten uit de fossielen

dat bacteriën een sterke positie innamen

van ongeveer
3,5 tot 4 miljard jaar geleden.

Rotsen ouder dan dit
werden ofwel vernietigd

of sterk vervormd door de platentektoniek.

Een ontbrekend stukje van de puzzel

is precies wanneer en hoe
het leven op Aarde begon.

Hier weer dat oude,
vulkanische landschap in de Pilbara.

Wist ik veel dat ons onderzoek hier
zou zorgen voor een andere aanwijzing

in de oorsprong-van-het-levenpuzzel.

Het was op mijn eerste excursie hier,

tegen het einde van een goedgevulde,
lange week van in kaart brengen,

dat ik iets nogal bijzonders
op het spoor kwam.

Wat er waarschijnlijk uitziet
als een stel rimpelige oude rotsen

zijn eigenlijk stromatolieten.

Midden in deze massa
zat een kleine, eigenaardige steen,

ongeveer zo groot als een kinderhand.

Het duurde zes maanden voordat we
deze steen onder een microscoop bekeken,

toen een van mijn toenmalige
mentoren, Malcolm Walter,

vond dat de rots leek op geiseriet.

Geiseriet is een gesteente
dat alleen ontstaat

in en rond de randen
van warmwaterbronpoelen.

Om de betekenis van geiseriet
te laten begrijpen,

moeten we een paar eeuwen teruggaan.

In 1871, in een brief
aan zijn vriend Joseph Hooker,

stelde Charles Darwin voor:

'Wat als het leven begon
in een warme kleine vijver

met allerlei chemicaliën

klaar om nog complexere
veranderingen te ondergaan?'

We kennen warme kleine vijvers,
we noemen ze ‘warmwaterbronnen’.

In deze omgevingen heb je warm water

dat mineralen oplost
uit de onderliggende rotsen.

Deze oplossing mengt
met organische verbindingen

en resulteert in een soort
chemische fabriek,

waarvan onderzoekers hebben aangetoond
dat ze simpele celstructuren kan maken

die de eerste stappen zijn
in de richting van leven.

Maar 100 jaar na de brief van Darwin,

ontdekten we in de diepzee
hydrothermale bronnen, of ‘hot vents’.

Dat zijn ook chemische fabrieken.

Deze ligt langs de Tonga vulkanische boog,

1.100 meter onder de zeespiegel
in de Stille Oceaan.

De zwarte rook die je ziet opwoelen
uit deze schoorsteenachtige structuren

is ook een mineraalrijke vloeistof,

waar bacteriën van leven.

Sinds de ontdekking
van deze diepzeebronnen

zijn zij het favoriete scenario

voor een oorsprong
van het leven in de oceaan.

Daar is een goede reden voor:

diepzeeopeningen zijn bekend
in de oude gesteenten,

en men denkt dat de vroege Aarde
was overdekt met een wereldwijde oceaan

en zeer weinig landoppervlak.

Dus de waarschijnlijkheid
dat diepzeeopeningen

overvloedig aanwezig waren
op de zeer vroege Aarde

past goed bij een oorsprong van het leven

in de oceaan.

Maar ...

ons onderzoek in de Pilbara
levert en ondersteunt

een alternatief standpunt.

Na drie jaar konden we eindelijk aantonen

dat onze kleine rots
in feite geiseriet was.

Deze conclusie suggereerde
niet alleen dat er warmwaterbronnen waren

in onze 3,5 miljard jaar oude
vulkaan in de Pilbara,

maar verschoof bewijs voor leven
op het land in warmwaterbronnen

in het geologisch archief van de Aarde

drie miljard jaar terug in de tijd.

Dus is vanuit geologisch perspectief
Darwins kleine warme vijver

een redelijke kandidaat
voor de oorsprong van het leven.

Natuurlijk is het nog steeds de vraag
hoe het leven begon op Aarde,

en dat zal het waarschijnlijk altijd zijn.

Maar het is duidelijk dat het floreerde,

diversifieerde

en steeds complexer werd.

Uiteindelijk bereikte het
het tijdperk van de mens,

een soort die vragen stelde
over haar eigen bestaan

en het bestaan van buitenaards leven:

bestaat er een kosmische gemeenschap
die wacht om verbinding te maken met ons

of zijn wij alles wat er is?

Een aanwijzing voor deze puzzel
komt weer uit het oude rotsarchief.

Van ongeveer 2,5 miljard jaar geleden

zijn er aanwijzingen dat bacteriën
zuurstof begonnen te produceren,

zoals vandaag planten dat doen.

Geologen noemen
de periode die daarop volgde

de Grote Oxidatie.

Het wordt afgeleid uit rotsen
die we ‘banded iron formations’ noemen

waarvan vele worden waargenomen
als honderden meters dikke plakken rots

zichtbaar gemaakt in kloven

die hun weg uitkerven
doorheen het Karijini Nationaal Park

in Westelijk Australië.

De komst van vrije zuurstof

maakte twee grote veranderingen
mogelijk op onze planeet.

Ten eerste kon complex leven evolueren.

Want leven heeft zuurstof nodig
om groot en complex te worden.

Ook produceerde het de ozonlaag
die het moderne leven beschermt

tegen de schadelijke effecten
van de UVB-straling van de zon.

Ironisch genoeg
maakte het microbiële leven

plaats voor complexe levensvormen

en verloor zo in wezen
de drie miljard jaar oude heerschappij

over de planeet.

Vandaag graven wij mensen
gefossiliseerde complexe levensvormen op

en verbranden ze als brandstof.

Door deze praktijk pompen we

enorme hoeveelheden
kooldioxide in de atmosfeer

en net als onze microbiële voorgangers

veroorzaken we substantiële
veranderingen op onze planeet.

De effecten daarvan omvatten
de opwarming van de Aarde.

Helaas kan deze ironische wending
de ondergang van de mensheid betekenen.

Wellicht kunnen we geen
verbinding maken met leven elders,

met intelligent leven elders,

omdat dit zichzelf weer spoedig
uitdooft, nadat het is ontstaan.

Als de rotsen konden praten,

vermoed ik dat ze dit zouden zeggen:

het leven op Aarde is kostbaar.

Het is het product van
ongeveer vier miljard jaar

delicate en complexe co-evolutie

tussen leven en Aarde,

waarvan de mens slechts

de laatste splinter tijd vertegenwoordigt.

Jullie kunnen deze informatie gebruiken
als een gids of een prognose --

of een verklaring voor het feit

dat het zo eenzaam lijkt
in dit deel van de melkweg.

Maar gebruik het
om wat perspectief te krijgen

over de erfenis die jij wil nalaten

op de planeet die je kent als:

thuis.

Dank je.

(Applaus)