راز حیات فاش شد: زمین اولیه، چگونه به سیاره‌ای زنده تبدیل شد؟

راز حیات فاش شد: زمین اولیه، چگونه به سیاره‌ای زنده تبدیل شد؟ دانشمندان می‌گویند زمین اولیه فاقد عناصر حیاتی برای پیدایش حیات بوده است. اما چگونه این سیاره به محیطی سرشار از زندگی تبدیل شد؟

بزرگ‌ترین چالش اخترزیست‌شناسان این است که تنها یک سیاره با حیات می‌شناسیم: زمین. زمین تنها جرم منظومه شمسی با جو غلیظ، آب مایع سطحی و شیمی آلی لازم برای حیات است. بااین‌حال، میلیاردها سال پیش، زمین جوان فاقد این شرایط بود.

زمین اولیه، خشک و بی‌روح

سحابی اولیه‌ی منظومه شمسی سرشار از عناصر فرار بود. اما دمای بالای بخش داخلی منظومه شمسی مانع از متراکم شدن این عناصر می‌شد. در نتیجه، این عناصر در حالت گازی باقی ماندند و در ساختار سیارات سنگی داخلی (مثل زمین) به‌کار نرفتند. فقط اجرام دور از خورشید این مواد حیاتی را حفظ کردند. این موضوع سؤالی اساسی ایجاد می‌کند: این عناصر چگونه و چه زمانی به زمین رسیدند؟

برخورد تیا، آغاز حیات؟

پژوهشگران دانشگاه برن نشان دادند که ترکیب شیمیایی زمین اولیه، ۳ میلیون سال پس از شکل‌گیری آن (حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش) کامل شد. این یعنی عناصر حیاتی (آب، ترکیبات کربن، گوگرد و غیره) بعداً و احتمالاً بر اثر یک برخورد بزرگ به زمین رسیدند. این تیم روی دو ایزوتوپ منگنز ۵۳ و کروم ۵۳ در شهاب‌سنگ‌ها و نمونه‌های سنگ زمینی تمرکز کردند. با محاسبات مدل‌سازی، محدوده‌ی زمانی تکامل ترکیب شیمیایی زمین را مشخص کردند.

نتایج نشان داد ترکیب زمین کمتر از ۳ میلیون سال پس از تشکیل منظومه شمسی کامل شد. این اولین داده‌های تجربی درباره‌ی ترکیب اولیه‌ی زمین است. به‌گفته‌ی کروتاش، پژوهشگر پسادکترا، با استفاده از واپاشی رادیواکتیو منگنز ۵۳، سن دقیق این عناصر تعیین شد. با درنظر گرفتن اینکه منظومه شمسی حدود ۴.۵۶۸ میلیارد سال پیش تشکیل شده، ۳ میلیون سال برای تعیین خواص شیمیایی زمین، به‌طرز شگفت‌آوری سریع است.

این نتایج از فرضیه‌ی برخورد بزرگ پشتیبانی می‌کند که می‌گوید منظومه‌ی زمین-ماه در اثر برخورد زمین اولیه با جرمی به‌اندازه‌ی مریخ (تیا) به‌وجود آمد. تیا در بخش‌های بیرونی‌تر منظومه شمسی تشکیل شده بود و ترکیب آن شامل عناصر فرار بیشتری (از جمله آب) بود. تحلیل‌های این تیم نشان می‌دهد زمین اولیه، سیاره‌ای خشک و سنگی بوده و برخورد با تیا، عناصر لازم برای حیات را به آن اضافه کرده است. گام بعدی، بررسی دقیق‌تر این برخورد با مدل‌سازی و شبیه‌سازی کامپیوتری است.

• علت تشکیل حیات روی زمین بسیار متفاوت با آنچه تاکنون فکر می‌کردیم است
• هر ۴ ستون حفظ کننده حیات در کره زمین در حال فروپاشی هستند