Nowe badanie twierdzi, że życie na Ziemi zaczęło się od „uderzenia pioruna w kwintylionie”
Najwcześniejsze formy życia Ziemia według nowych badań powstały w wyniku uderzenia pioruna miliardy lat temu.
Naukowcy z University of Leeds i Yale University w USA uważają, że nawet kwintylion błyskawic mogło pomóc uwolnić fosfor potrzebny do pojawienia się żywych organizmów.
Ich badania zapewniają wgląd w tworzenie się biomolekuł i pochodzenie najwcześniejszego życia drobnoustrojów na Ziemi – oraz potencjalne życie pozaziemskie na podobnych planetach skalistych. Fosfor jest kluczową częścią przepisu na życie. Stanowi szkielet fosforanowy DNA i RNA, materiał dziedziczny w organizmach żywych i stanowi ważny składnik błon komórkowych.
Na wczesnej Ziemi ten pierwiastek chemiczny był zamknięty w nierozpuszczalnych minerałach. Do tej pory powszechnie uważano, że meteoryty, które bombardowały wczesną Ziemię, były głównie odpowiedzialne za obecność „biodostępnego” fosforu. Niektóre meteoryty zawierają minerał fosforu zwany schreibersytem, który jest rozpuszczalny w wodzie, w której prawdopodobnie powstało życie.
Kiedy piorun uderza w ziemię, może tworzyć szkliste skały zwane fulgurytami przez przegrzanie, a czasami odparowanie skały powierzchniowej, uwalniając fosfor zamknięty w środku. W rezultacie te fulguryty mogą zawierać schreibersyt.
Naukowcy oszacowali liczbę uderzeń pioruna od 4,5 miliarda do 3,5 miliarda lat temu na podstawie składu atmosfery w tamtym czasie i obliczyli, ile schreibersytu może powstać. Górny zakres to około ćwierć miliarda uderzeń pioruna i tworzenie ponad 1 miliarda fulgurytów rocznie.
Odkryli, że minerały fosforu powstające w wyniku uderzeń pioruna ostatecznie przekroczyły ilość meteorytów o około 3,5 miliarda lat temu, mniej więcej w wieku najwcześniejszych znanych skamieniałości powszechnie uznawanych za mikroby.
„Dlatego uderzenia pioruna mogły być istotną częścią powstania życia na Ziemi” – powiedział Benjamin Hess, absolwent nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Yale i główny autor badania.
„W przeciwieństwie do uderzeń meteorytów, które maleją wykładniczo w czasie, uderzenia pioruna mogą występować w stałym tempie w historii planety. Oznacza to, że uderzenia pioruna mogą być również bardzo ważnym mechanizmem dostarczania fosforu potrzebnego do pojawienia się życia na innych planetach podobnych do Ziemi po tym, jak uderzenia meteorytów stały się rzadkie ”- dodał Hess.
Naukowcy zbadali niezwykle dużą i nieskazitelną próbkę fulgurytu, która powstała, gdy piorun uderzył w podwórko domu w Glen Ellyn w stanie Illinois pod Chicago. Ta próbka pokazuje, że fulguryty zawierają znaczne ilości schreibersytu.
„Nasze badania pokazują, że produkcja biodostępnego fosforu przez uderzenia pioruna mogła być niedoszacowana i że mechanizm ten zapewnia ciągłe dostawy materiału zdolnego do dostarczania fosforu w postaci odpowiedniej do inicjacji życia” – powiedział współautor badania Jason Harvey, profesor nadzwyczajny geochemii Uniwersytetu Leeds.
Wśród składników uważanych za niezbędne do życia są woda, węgiel, wodór, azot, tlen, siarka i fosfor, a także źródło energii.
Naukowcy są przekonani, że najwcześniejsze organizmy podobne do bakterii pojawiły się w pierwotnych wodach Ziemi, ale toczy się dyskusja, kiedy to się stało i czy rozwijało się w ciepłych i płytkich wodach, czy też w głębszych wodach przy kominach hydrotermalnych.
„Ten model” – powiedział Hess, odnosząc się do fosforu uwalnianego przez piorun – „ma zastosowanie tylko do ziemskich form życia, takich jak na płytkich wodach. Fosfor dodawany do oceanu w wyniku uderzenia pioruna byłby prawdopodobnie nieistotny, biorąc pod uwagę jego wielkość. ”
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications we wtorek. Opiera się na przełomowych eksperymentach przeprowadzonych na Uniwersytecie w Chicago w 1953 i 1954 roku, kiedy naukowcy użyli iskry elektrycznej do wytworzenia aminokwasów z cząsteczek nieorganicznych.
Dodatkowe raporty agencji.
