Čini se da život ipak nije nastao na Zemlji

cometRana Zemlja nije bila jako gostoljubiva što se tiče započinjanja života. U stvari, novo istraživanje pokazuje da je život uopće nije započeo na Zemlji.

Znanstvenici Nir Goldman s Lawrence Livermorea (LLNL) i Isaac Tamblin s Tehnološkog instituta Sveučilišta u Ontariju, otkrili su da su ledeni kometi koji su pali na Zemlju prije nekoliko milijardi godina mogli proizvesti organske spojeve koji stvaraju život, uključujući gradivne blokove proteina i nukleobaznih parova DNA i RNA.

Kometi sadrže raznovrsne jednostavne molekule poput vode, amonijaka, metanola i ugljičnog dioksida. Udar na površinu planeta bi omogućio obilnu količinu energije za pogon kemijskih reakcija.

„Donošenje organskih tvari na Zemlju putem kometa i asteroida tijekom perioda jakih bombardiranja je mogao iznositi i do 10 bilijuna kilograma na godinu, dovodeći do nekoliko redova veličine veću masu organskih spojeva nego što je vjerojatno ta masa bila na planetu,“ rekao je Goldman.

Goldmanov raniji rad se bazira na računski intenzivnim modelima koji su u prošlosti mogli obuhvatiti samo 10-30 pikosekundi udara kometa. No u novim simulacijama, razvijenim na LLNL-ovim superračunalima Rzcereal i Aztec, Goldman je koristio mnogo računski efikasnije modele te je uspio obuhvatiti stotine pikosekundi udarnih događaja – mnogo bliže kemijskoj ravnoteži.

„Kao rezultat toga, sada promatramo vrlo drukčije i šire mnoštvo ugljikovodičnih kemijskih produkata koji su nakon udara mogli stvoriti organski materijal koji je s vremenom doveo do života,“ rekao je Goldman.

Kometi mogu varirati u veličini od 1.6 kilometara pa sve do 56 kilometara. Kometi koji prolaze kroz Zemljinu atmosferu zagrijavaju se izvana, no ostaju hladni iznutra. Nakon udara na površinu planeta, stvara se udarni val zbog nagle kompresije. Udarni valovi mogu stvoriti nagle, intenzivne tlakove i temperature koji bi mogli utjecati na kemijske reakcije unutar kometa prije nego on međudjeluje s planetarnim okolišem. Kosi sudar pri kojem izvanzemaljsko ledeno tijelo udara u planetarnu atmosferu pod kutem mogao bi generirati termodinamičke uvjete pogodne za organsku sintezu. Ovi procesi bi mogli rezultirati dolaskom značajnih koncentracija organskih vrsta na Zemlju.

Istraživački tim je otkrio da su umjereni udarni tlakovi i temperature u mješavini leda bogatoj ugljikovim dioksidom stvorili niz heterocikličkih spojeva koji sadrže dušik koji nakon ekspanzije i hlađenja disociraju i stvaraju funkcionalizirane aromatske ugljikovodike. Za njih se smatra da su prebiotički prethodnici baznih parova DNA i RNA.

Za razliku od toga, viši udarni uvjeti rezultirali su sintezom metana i formaldehida, kao i nekih dugolančanih ugljičnih molekula. Poznato je da ovi spojevi djeluju kao prethodnici aminokiselinama i kompleksnoj organskoj sintezi. Sve simulacije udarne kompresije pri ovim uvjetima stvorile su značajne količine novih, jednostavnih ugljično-dušičnih spojeva nakon ekspanzije i hlađenja, koji su poznati prebiotički prethodnici.

„Udari kometa bi mogli rezultirati sintezom prebiotičkih molekula bez potrebe za drugim ‘posebnim’ uvjetima poput prisutnosti katalizatora, UV zračenja ili specijalnih, otprije postojećih uvjeta na planetu,“ rekao je Goldman. „Ovi podaci su ključni za razumijevanje uloge udarnih događaja u formiranju spojeva koji izgrađuju život kako na ranoj Zemlji tako i na drugim planetima te za vođenje budućih eksperimentiranja na ovim područjima.“ Istraživanje će biti objavljeno na naslovnici časopisa The Journal of Physical Chemistry A od 20. lipnja.

Neke druge zanimljive teorije o postanku života

Život na Zemlji je počeo prije više od 3 milijarde godina, evoluirajući s vremenom od najosnovnijih mikroba do zapanjujuće i raznolike kompleksnosti. No kako su se prvi organizmi na Zemlji razvili iz prvobitne „juhe“? Evo nekih teorija:

Električna iskra

Električne iskre mogu stvarati aminokiseline i šećere iz atmosfere pune vode, metana, amonijaka i vodika, što je pokazano u poznatom pokusu Millera i Ureya iz 1953., koji predlaže da su munje mogle pomagati u stvaranju ključnih gradivnih blokova života na Zemlji u njenim ranim danima. Tijekom milijuna godina, mogle su se formirati veće i kompleksnije molekule. Iako su kasnija istraživanja otkrila da je rana Zemljina atmosfera zapravo bila siromašna vodikom, znanstvenici su predložili da su vulkanski oblaci u ranoj atmosferi mogli sadržavati metan, amonijak i vodik te također biti puni munja.

Dubokomorski otvori

Teorija dubokomorskih otvora predlaže da je život možda počeo na podmorskim hidrotermalnim otvorima koji izbacuju molekule bogate vodikom. Njihovi kameniti kutevi su potom mogli koncentrirati ove molekule zajedno i dati mineralne katalizatore za ključne reakcije. Čak i sada ovi otvori, bogati kemijskom i termalnom energijom, uzdržavaju živahne ekosustave.

Hladni početak

Led je možda prekrivao oceane prije 3 milijarde godina jer je Sunce bilo za otprilike trećinu manje sjajno nego što je danas. Ovaj sloj leda, koji je mogao biti stotine stopa debeo, možda je štitio osjetljive organske spojeve u vodi ispod njega od ultraljubičastog svjetla i uništenja zbog udara iz svemira. Hladnoća je također mogla pomoći ovim molekulama da duže prežive, time omogućujući da se dogode ključne reakcije.

Izvor: LLNL, Live Science,znano.st

Leave a Comment