Približne pred 4,33 miliardy rokov sa na Zemi mohli prvýkrát stretnúť dve podmienky dôležité pre vznik života: stabilnejšie, dostatočne chladné oblasti povrchu a energeticky bohaté hydrotermálne systémy. Počítačový model naznačuje, že v tomto období už nárazy vesmírnych telies nemuseli planétu opakovane prehrievať natoľko, aby ničili molekuly potrebné pre zložitejšiu chémiu.
Zem vznikla približne pred 4,5 miliardami rokov. Jej prvé stovky miliónov rokov sa od dnešného sveta dramaticky líšili: mladú planétu opakovane zasahovali asteroidy, kométy a zvyšky materiálu po formovaní Slnečnej sústavy. Pri nárazoch sa uvoľňovalo obrovské množstvo energie a rozsiahle oblasti zemskej kôry sa zahrievali na extrémne teploty.
Medzinárodný tím vedcov vedený Olegom Abramovom z amerického Planetary Science Institute sa pokúsil toto obdobie zrekonštruovať pomocou trojrozmerného počítačového modelu. Simuloval tepelný vývoj zemskej kôry v období pred 4,5 až 3,5 miliardy rokov a skúmal, ako nárazy ovplyvňovali teplotu povrchu a vrchných vrstiev kôry aj to, či v nich mohli prežiť molekuly dôležité pre neskorší vznik života.
Výsledky ukázali, že približne do obdobia pred 4,4 miliardy rokov mohli opakované udalosti sterilizovať rozsiahle oblasti Zeme. Problémom nebol iba samotný náraz. Do atmosféry sa dostávalo veľké množstvo horúceho materiálu, roztavených hornín a prachu, ktorý následne dopadal späť na povrch. Zvyšoval sa aj tepelný tok z vnútra planéty. Oblasť, ktorá vychladla natoľko, že v nej mohla prebiehať prebiotická chémia, tak mohol ďalší veľký náraz znovu zahriať a celý proces prakticky „resetovať“.
Postupne však veľkých nárazov ubúdalo. Model naznačil, že po hranici približne 4,4 miliardy rokov začali v zemskej kôre vznikať oblasti, ktoré už ďalšie nárazy opakovane neprehrievali na teploty nezlučiteľné so stabilitou dôležitých biomolekúl. Za mimoriadne priaznivé označili vedci obdobie približne pred 4,33 miliardy rokov.
Podľa modelu sa vtedy stretli dve podmienky: časť povrchu zostávala dostatočne chladná a stabilná, zatiaľ čo nárazy vesmírnych telies ešte stále vytvárali množstvo energeticky bohatých hydrotermálnych oblastí. Abramov vysvetlil: „Tieto kritériá poukazujú na to, že Zem sa stala vhodnou pre rané štádium života pred 4,4 až 4,3 miliardy rokov, pričom optimálne podmienky nastali približne pred 4,33 miliardy rokov,“
Výskumníci sa sústredili najmä na hypotézu takzvaného RNA sveta. Podľa nej mohla pred dnešným životom založeným na DNA existovať jednoduchšia etapa, v ktorej zohrávala hlavnú úlohu RNA. Tá dokáže uchovávať genetickú informáciu a niektoré jej formy môžu zároveň katalyzovať chemické reakcie. Patrí preto medzi hlavných kandidátov na molekulu, ktorá mohla zohrávať zásadnú úlohu pri prechode od neživej chémie k prvým biologickým systémom.
Aby takéto procesy mohli pokračovať, molekuly potrebovali prostredie, ktoré by každých niekoľko miliónov rokov nezničilo extrémne zahriatie. Podľa nového modelu začalo stabilnejšie prostredie na Zemi pretrvávať po období pred približne 4,4 miliardy rokov.
Výskum poukazuje aj na zdanlivý paradox: asteroidy mohli zložitú chémiu ničiť, no zároveň vytvárali podmienky, ktoré jej neskôr pomáhali. Po dopade veľkého telesa zostávali pod povrchom rozsiahle zásoby tepla. Ak cez rozlámané horúce horniny cirkulovala voda, vznikali hydrotermálne systémy. Tie poskytovali vodu, teplo, minerály a chemickú energiu – kombináciu podmienok, ktorú vedci považujú za jedného z možných kandidátov na prostredie vhodné pre vznik života.
Okolo obdobia pred 4,3 miliardy rokov už podľa simulácií veľké nárazy neboli natoľko časté, aby planétu neustále sterilizovali, no stále vytvárali rozsiahle hydrotermálne oblasti.
Dátum 4,33 miliardy rokov nie je dátumom vzniku života. Počítačový model sleduje predovšetkým teplotné podmienky na mladej Zemi a stabilitu molekúl. Nedokáže určiť, kedy vznikla prvá RNA schopná replikácie ani kedy sa objavil prvý živý organizmus. Výsledok teda naznačuje, že v tomto období mohla Zem vytvoriť mimoriadne priaznivé a dostatočne stabilné prostredie, v ktorom mohla chémia smerujúca k životu pokračovať dlhší čas bez zničenia ďalším katastrofickým nárazom.
Toto obdobie podľa článku dobre zapadá aj do odhadov veku LUCA, posledného univerzálneho spoločného predka všetkých dnešných organizmov. LUCA však nepredstavoval prvý život na Zemi; pred jeho existenciou už musel prebehnúť dlhší biologický vývoj.
Nová štúdia tak upriamuje pozornosť na čas, keď bola Zem stará iba niekoľko stoviek miliónov rokov a na jej povrchu sa možno začínali vytvárať podmienky pre jeden z najdôležitejších procesov v dejinách planéty.