BUMI AWAL: KONDISI DAN AWAL KEHIDUPAN - BIOLOGI - 2025

The Primitif Earth adalah istilah yang digunakan untuk merujuk pada apa planet kita selama pertama 1.000 juta tahun keberadaannya. Rentang ini mencakup Aeon Hadic (4.600–4.000 mA) dan Era Eoarchic (4.000–3.600 Ma) dari Archaic Aeon (4.000–2.500 Ma). Dalam geologi, singkatan Ma (dari bahasa Latin, mega annum) berarti jutaan tahun sebelum sekarang.

Aeon Hadic, Archaic dan Proterozoic (2500–542 Ma) membentuk Prekambrium, mengacu pada batuan yang terbentuk sebelum Periode Kambrium. Subdivisi Prekambrium bukanlah unit stratigrafi formal dan didefinisikan secara kronometrik murni.

Sumber: pixabay.com

Pembentukan Bumi Primitif

Penjelasan yang paling diterima secara luas tentang asal mula Alam Semesta adalah teori Big Bang, yang menyatakan bahwa Alam Semesta mengembang dari volume awal yang sama dengan nol (semua materi terkonsentrasi di satu tempat dalam sekejap, yang disebut "singularitas") menjadi mencapai volume besar 13,7 miliar tahun yang lalu.

Alam semesta sudah berusia hampir 9 miliar tahun ketika, 4,567 juta tahun yang lalu, Tata Surya kita dan Bumi Awal terbentuk. Perkiraan yang sangat akurat ini didasarkan pada penanggalan radiometrik meteorit yang berasal dari Tata Surya.

Matahari dibentuk oleh runtuhnya wilayah gas dari medium antarbintang. Kompresi materi adalah penyebab suhunya yang tinggi. Piringan gas dan debu yang berputar membentuk nebula surya primitif, tempat komponen Tata Surya berasal.

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

Debu kosmik terakumulasi melalui proses tumbukan akresi, pertama di antara benda-benda langit kecil, kemudian di antara embrio planet dengan diameter hingga 4.000 kilometer, akhirnya di antara sejumlah kecil benda planet besar.

Kondisi Bumi Primitif

Selama sejarahnya yang panjang, Bumi Awal mengalami perubahan besar dalam kondisi lingkungannya.

Kondisi awal, yang memenuhi syarat sebagai neraka, benar-benar bermusuhan dengan semua bentuk kehidupan. Suhu yang membuat semua materi terestrial menjadi bagian dari lautan magma, pemboman oleh meteorit, asteroid, dan planet-planet kecil, serta keberadaan partikel terionisasi yang mematikan yang dibawa oleh angin matahari menonjol.

Selanjutnya, Bumi primitif mendingin, memungkinkan munculnya kerak bumi, air cair, atmosfer, dan kondisi fisikokimia yang mendukung munculnya molekul organik pertama dan, akhirnya, pada asal mula dan konservasi kehidupan.

Hadic Aeon

Pengetahuan tentang Hadic Aeon berasal dari analisis sejumlah kecil sampel batuan terestrial (terbentuk antara 4.031 dan 4.0 Ma), dilengkapi dengan kesimpulan berdasarkan studi meteorit dan material langit lainnya.

Tak lama setelah pembentukan Bumi, sudah di Hadic Aeon, tabrakan akresi besar terakhir terjadi dengan benda langit seukuran Mars. Energi dari tumbukan mencair atau menguapkan sebagian besar bumi.

Penggabungan dengan pendinginan dan pertambahan uap membentuk Bulan. Materi cair yang tersisa di Bumi membentuk lautan magma.

Inti bumi, yang terbuat dari logam cair, berasal dari dalam samudra magma. Silika yang menyatu yang berasal dari kerak bumi merupakan lapisan atas samudra itu. Dinamika besar pada tahap ini menyebabkan diferensiasi inti, mantel, kerak bumi, protoceano, dan atmosfer.

Antara 4,568 dan 4,4 juta tahun lalu, Bumi sangat berbahaya bagi kehidupan. Tidak ada benua atau air cair, yang ada hanya lautan magma yang dibombardir oleh meteorit. Namun, dalam periode ini, kondisi lingkungan kimiawi yang diperlukan untuk munculnya kehidupan mulai berkembang.

Itu adalah Eoarchic

Kehidupan umumnya diasumsikan bermula di beberapa titik dalam transisi antara Hadic Aeon dan Era Eoarchic, meskipun tidak ada mikrofosil yang diketahui membuktikan hal ini.

Era Eoarki adalah periode pembentukan dan penghancuran kerak bumi. Formasi batuan tertua yang diketahui, terletak di Greenland, muncul 3,8 miliar tahun lalu. Vaalbará, superkontinen pertama yang dimiliki Bumi, terbentuk 3,6 miliar tahun yang lalu.

Selama Era Eoarki, antara 3.950 dan 3.870 juta tahun yang lalu, Bumi dan Bulan mengalami pemboman yang sangat hebat oleh meteorit yang mengakhiri periode tenang yang berlangsung selama 400 juta tahun. Kawah bulan (sekitar 1.700 dengan diameter lebih dari 20 km; 15 dengan diameter 300–1200 km) adalah hasil yang paling terlihat dari pemboman ini.

Di Bumi, pemboman ini menghancurkan sebagian besar kerak bumi dan menyebabkan lautan mendidih, membunuh semua kehidupan kecuali, mungkin, bakteri tertentu, mungkin ekstremofil yang beradaptasi dengan suhu tinggi. Kehidupan terestrial berada di ambang kepunahan.

Proses prebiotik

Pada dekade kedua abad ke-20, ahli biokimia Rusia Aleksandr Oparin, mengusulkan bahwa kehidupan berasal dari lingkungan seperti Bumi Primitif melalui proses evolusi kimia yang pada awalnya mengarah pada munculnya molekul organik sederhana.

Atmosfer akan tersusun dari gas (uap air, hidrogen, amonia, metana) yang akan terurai menjadi radikal oleh aksi sinar UV.

Rekombinasi radikal ini akan menghasilkan hujan senyawa organik, membentuk kaldu primordial di mana reaksi kimia akan menghasilkan molekul yang mampu bereplikasi.

Pada tahun 1957, Stanley Miller dan Harold Urey mendemonstrasikan, dengan menggunakan peralatan yang mengandung air panas dan campuran gas Oparin yang terkena percikan listrik, bahwa evolusi kimia dapat terjadi.

Percobaan ini menghasilkan senyawa sederhana yang terdapat pada makhluk hidup, termasuk basa asam nukleat, asam amino, dan gula.

Pada langkah evolusi kimia berikutnya, yang juga telah diciptakan kembali secara eksperimental, senyawa sebelumnya akan bergabung bersama untuk membentuk polimer yang akan berkumpul untuk membentuk protobion. Ini tidak dapat mereplikasi, tetapi memiliki membran semipermeabel dan bersemangat seperti yang ada pada sel hidup.

Asal usul kehidupan

Protobion akan berubah menjadi makhluk hidup dengan memperoleh kemampuan bereproduksi, mengirimkan informasi genetik mereka ke generasi berikutnya.

Di laboratorium, polimer RNA pendek dapat disintesis secara kimiawi. Di antara polimer yang ada dalam protobion pasti ada RNA.

Ketika magma mengeras, memulai pembentukan kerak Bumi Primitif, proses erosif batuan menghasilkan tanah liat. Mineral ini dapat mengadsorbsi polimer RNA pendek ke permukaan terhidrasi, berfungsi sebagai template untuk pembentukan molekul RNA yang lebih besar.

Di laboratorium, juga ditunjukkan bahwa polimer RNA pendek dapat berfungsi sebagai enzim, mengkatalisasi replikasi mereka sendiri. Hal ini menunjukkan bahwa molekul RNA dapat bereplikasi dalam protobion, yang pada akhirnya menghasilkan sel, tanpa memerlukan enzim.

Perubahan acak (mutasi) pada molekul RNA protobiont akan menciptakan variasi di mana seleksi alam dapat beroperasi. Ini akan menjadi awal dari proses evolusi yang berasal dari semua bentuk kehidupan di Bumi, dari prokariota hingga tumbuhan dan vertebrata.

Referensi

1. Barge, LM 2018. Mempertimbangkan lingkungan planet dalam studi asal 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 awal kehidupan di darat dilestarikan di ca. Deposit mata air panas 3,5 Ga. Nature Communications, DOI: 10.1038 / ncomms15263.
3. Fowler, CMR, Ebinger, CJ, Hawkesworth, CJ (eds). 2002. Bumi awal: perkembangan fisik, kimia dan biologi. Masyarakat Geologi, Publikasi Khusus 199, London.
4. Gargaud, M., Martin, H., López-García, P., Montmerle, T., Pascal, R. 2012. Matahari muda, Bumi awal dan asal mula kehidupan: pelajaran untuk astrobiologi. Springer, Heidelberg.
5. Hedman, M. 2007. Era segala sesuatu - bagaimana sains mengeksplorasi masa lalu. Universitas Chicago Press, Chicago.
6. Jortner, J. 2006. Kondisi munculnya kehidupan di awal Bumi: ringkasan dan refleksi. Transaksi Filosofis dari Royal Society B, 361, 1877–1891.
7. Kesler, SE, Ohmoto, H. (eds.). 2006. Evolusi atmosfer awal, hidrosfer, dan biosfer: kendala dari endapan bijih. Masyarakat Geologi Amerika, Boulder, Memoir 198.
8. Lunine, JI 2006. Kondisi fisik di awal Bumi. Transaksi Filosofis dari Royal Society B, 361, 1721–1731.
9. Ogg, JG, Ogg, G., Gradstein, FM 2008. Skala waktu geologi singkat. Cambridge, New York.
10. Rollinson, HR 2007. Sistem Bumi Awal: pendekatan geokimia. Blackwell, Malden.
11. Shaw, GH 2016. Atmosfer awal bumi dan lautan, serta asal mula kehidupan. Springer, Cham.
12. Teerikorpi, P., Valtonen, M., Lehto, K., Lehto, H., Byrd, G., Chernin, A. 2009. Alam semesta yang berkembang dan asal mula kehidupan - pencarian akar kosmik kita. Springer, New York.
13. Wacey, D. 2009. Kehidupan awal di Bumi: panduan praktis. Springer, New York.
14. Wickramasinghe, J., Wickramasinghe, C., Napier, W. 2010. Komet dan asal mula kehidupan. World Scientific, New Jersey.