Żyjemy dzięki meteorytom. Naukowcy mają nową teorię

Zdaniem niemieckich uczonych, których wyniki badań nad pojawieniem się życia na Ziemie opublikowano na łamach "Scientific Reports", meteoryty mogły uformować żyjące istoty. Nowa teoria zakłada, że żelazo z kosmosu i popiołów wulkanicznych wpłynęło na narodzenie się pierwszego życia na naszej planecie.

Badacze z niemieckich instytucji Max Planck Institute for Astronomy oraz Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium pokazali eksperymentalnie, w jaki sposób żelazo pochodzące z meteorytów i popiołów wulkanicznych mogło służyć jako katalizator do przekształcenia bogatej w dwutlenek węgla wczesnej atmosfery Ziemi w składniki budulcowe potrzebne do wykształcenia się życia.

W eksperymentach laboratoryjnych jako składnika używano odpowiedniego źródła żelaza. W różnych wersjach doświadczeń było to żelazo z meteorytów żelaznych, z meteorytów kamiennych zawierających żelazo albo z popiołów wulkanicznych z Etny.

Następnie mieszano żelazo z różnymi minerałami - takimi, które mogły występować na wczesnej Ziemi. Minerały pełniły funkcję struktury wspierającej. Z kolei dla żelaza, będącego katalizatorem, stosowano różne rozmiary. Na przykład rozpuszczając materiał meteorytowy w kwasie uzyskiwano cząstki wielkości nanometra. Z kolei umieszczając materiał meteorytowy lub popiół wulkaniczny w młynie kulowym na 15 minut, produkowano cząstki mikrometrowe.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Jako ostatni krok w każdym eksperymencie miksturę wkładano w komorę pod ciśnieniem, wypełnioną głównie dwutlenkiem węgla oraz cząsteczkami wodoru, symulując warunki atmosferyczne we wczesnym etapie istnienia Ziemi. W efekcie, dzięki żelazu jako katalizatorowi, formowały się składniki organiczne takie jak metanol, etanol, aldehyd octowy i formaldehyd. Te dwa ostatnie składniki są szczególnie istotnymi cegiełkami do powstania kwasów tłuszczowych, zasad nukleinowych, cukrów i aminokwasów.

Naukowcy podkreślają, że w eksperymencie reakcje zachodziły przy szerokim zakresie ciśnień i temperatur.

Według aktualnej wiedzy, życie na Ziemi powstało od 400 do 700 milionów lat po uformowaniu się naszej planety. Wydaje się to względnie szybko, w porównaniu do 2 miliardów lat potrzebnych do wykształcenia się właściwych komórek.

Pierwszym etapem w drodze do narodzin życia jest wytworzenie cząsteczek organicznych, które mogą stanowić budulec dla organizmów. Opisywane badania przedstawiają nowy sposób na powstawanie składników organicznych w warunkach, jakie panowały na wczesnej Ziemi.

Według grupy badawczej, kluczową rolę miało żelazo z meteorytów działające jako katalizator. Katalizatory to substancje, które przyspieszają reakcje chemiczne, ale nie są w tym procesie zużywane. Można je porównać do narzędzi ułatwiających skonstruowanie samochodu. Gdy samochód jest gotowy, tych samych narzędzi można użyć do zbudowania kolejnego.

Żelazo z meteorytów może więc stanowić kolejną możliwość powstawania cegiełek potrzebnych do uformowania się życia. Inne potencjalne mechanizmy to na przykład synteza materii organicznej w pobliżu gorących kominów hydrotermalnych na dnie oceanicznym albo wyładowania elektryczne w atmosferze bogatej w metan. Są też hipotezy wskazujące na możliwość dotarcia na Ziemię związków organicznych z kosmosu, transportowanych przez komety lub planetoidy.

Opisane badania przeprowadzili Sophia Peters, Dmitry A. Semenov, Rupert Hochleitner oraz Oliver Trapp.