Przez ponad sto lat badacze chętnie wyobrażali sobie komety jako kosmiczne transportery życia. Lodowe kule pędzące ku młodej Ziemi miały dostarczać związków chemicznych, z których mogła narodzić się biochemia. Nowe badanie zespołu kierowanego przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge podważa ten romantyczny obraz. Zdaniem autorów skuteczne dostarczenie przez komety związków niezbędnych do powstania życia było w najlepszym razie jednorazowym przypadkiem, a nie stałym deszczem cegiełek budulcowych życia.
WIDEO…
Hipoteza o kometach powstała w XX wieku
Ich praca została opublikowana w czasopiśmie „Scientific Reports”. Zespół pod kierownictwem doktora Richarda Anslowa z Instytutu Astronomii w Cambridge wykorzystał modelowanie komputerowe, by sprawdzić, czy komety rzeczywiście mogły zapoczątkować życie na naszej planecie. Wniosek jest wyraźny: to bardzo mało prawdopodobne. – Historycznie naukowcy uważali, że komety były ważne dla powstania życia na Ziemi, ponieważ transportowały cząsteczki zawierające węgiel i azot. Te gigantyczne kosmiczne kule śniegu były wygodnym wytłumaczeniem tego, skąd na naszej planecie wzięły się cząsteczki potrzebne do zapoczątkowania życia – mówi dr Anslow.
Już w 1961 roku Juan Oró zaproponował, że komety mogły dostarczyć biochemiczne prekursory życia na pierwotną Ziemię. Jednak w 1990 roku zespół, w którego skład wchodził m.in. Carl Sagan doszedł do wniosku, że zderzenia z dużą prędkością niszczą większość kometarnej materii organicznej. W gęstej, bogatej w dwutlenek węgla wczesnej atmosferze ziemskiej jedynie część związków mogła przetrwać.
Kometarny cyjanowodór nie przetrwał uderzenia w Ziemię
Zespół z Cambridge skupił się na cyjanowodorze (HCN), jednej z kluczowych cząsteczek prebiotycznych regularnie wykrywanej w kometach Układu Słonecznego. HCN odgrywa centralną rolę w chemii prebiotycznej. Jego wysokoenergetyczne wiązanie potrójne może napędzać powstawanie podstawowych budulców życia, w tym cukrów, zasad azotowych, nukleotydów i lipidów.
Problem w tym, że komety poruszają się zbyt szybko i uderzają w atmosferę pod zbyt ostrym kątem, by te delikatne cząsteczki organiczne mogły przetrwać. Z symulacji wynika, że obiekty o średnicy mniejszej niż 100 metrów eksplodują wysoko w atmosferze, a nawet jeśli dotrą do powierzchni Ziemi, przy zderzeniu wysokie temperatury niemal na pewno niszczą HCN. Liczba komet uderzających w Ziemię gwałtownie spadała w ciągu pierwszych 500 milionów lat jej istnienia. To oznacza, że było bardzo niewiele okazji do dostarczenia cyjanowodoru na naszą planetę.
Nawet gdyby HCN dotarł na powierzchnię, nie przetrwałby tam długo w wystarczającym stężeniu. Napływ wód gruntowych do świeżo powstałego krateru, opady i hydroliza szybko rozcieńczyłyby cząsteczki poniżej poziomu użytecznego dla chemii prebiotycznej, która musiałaby wtedy zajść w ciągu dni lub tygodni.
– To naprawdę musiałby być przypadek jeden na milion. Potrzebne byłoby nie tylko uderzenie z odpowiednią prędkością i pod odpowiednim kątem. Od tego momentu wszystko musiałoby potoczyć się właściwie, jeśli chodzi o stężenie i tempo, w jakim ruszyłyby chemiczne początki życia. Nie możemy z całą pewnością wykluczyć, że tak się stało. Ale wydaje się to naprawdę rzadkim zdarzeniem, w najlepszym razie jednorazowym przypadkiem – wyjaśnia dr Anslow.
Mars lepszym kandydatem niż Ziemia
Co ciekawe, analiza zespołu sugeruje, że jeden z naszych najbliższych sąsiadów mógłby być nieco lepszym celem. Ponieważ Mars jest mniejszy od Ziemi i ma znacznie rzadszą atmosferę, komety w tamtym okresie z większym prawdopodobieństwem docierały do jego powierzchni. Według symulacji Czerwona Planeta przeżyła ponad tysiąc kolizji z kometami dostarczającymi wystarczające ilości HCN, podczas gdy dla Ziemi liczba ta jest wielokrotnie niższa. Jednak na Marsie do dziś nie udało się odnaleźć jednoznacznych śladów nawet najprostszego życia.
Skąd zatem wzięły się związki organiczne na Ziemi? Badacze wskazują kilka możliwości. Jedna to synteza cząsteczek po uderzeniach planetoid, które trafiały w Ziemię znacznie częściej niż komety. Inna zakłada powstanie chemicznych prekursorów życia w procesach zachodzących na samej Ziemi, bez jakiejkolwiek ingerencji z zewnątrz.
Źródło: Scientific Reports
