Žemė yra vienintelė vieta Visatoje, kurioje, mūsų žiniomis, neabejotinai egzistuoja gyvybė. Tačiau iki šiol nežinoma, kodėl maždaug prieš 4 mlrd. metų sudėtingos cheminės medžiagos pradėjo savaime replikuotis taip, kaip jos replikavosi. Turime labai bendrą supratimą apie pagrindinius dalykus, tačiau konkrečius paaiškinimus suvesti į visumą yra šiek tiek sudėtinga, teigia „Science Alert“.
Ilgą laiką mokslininkai manė, kad tam tikrą vaidmenį galėjo atlikti žaibas, kuris sąveikaudamas su molekulėmis, šiluma ir vandeniu suformavo aminorūgštis – pagrindines molekules, iš kurių sudaryta gyvybė.
Atrodė, kad eksperimentai rodo, jog tai tiesa. 1953 m. sujungus dujas, kurios, kaip manoma, sudarė ankstyvąją Žemės atmosferą, ir į jas paleidus kibirkštis, susidarė aminorūgštys. Tuomet manyta, kad ankstyvojoje Žemės atmosferoje buvo daug metano, amoniako, vandens garų ir molekulinio vandenilio. Atsižvelgiant į šias prielaidas, eksperimentuose daugiausia dėmesio buvo skiriama dujų mišiniams, sudarytiems iš šių medžiagų.
Tačiau vėlesni tyrimai parodė, kad Žemės atmosferoje vis dėlto nebuvo tiek daug metano ir amoniako. Veikiau joje vyravo vulkaninės veiklos metu susidarančios dujos – anglies dioksidas ir molekulinis azotas, tik nedidelis kiekis metano. Atlikus panašius kibirkštinius eksperimentus su šiuo mišiniu, paaiškėjo, kad aminorūgščių gamyba yra labai neefektyvi.
Tada buvo iškelta prielaida, kad su tuo galėjo būti susiję galaktiniai kosminiai spinduliai. Tačiau ar ankstyvuoju Žemės vystymosi laikotarpiu galaktinių kosminių spindulių apšvitinimo pakako, kad būtų sukurta gyvybei reikalinga cheminė medžiaga, liko diskutuotinas klausimas.
Proveržis įvyko prieš kelerius metus, 2016 m., kai Saulę tyrinėjančių mokslininkų komanda, vadovaujama Vladimiro Airapetiano iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro, nusprendė atidžiau pažvelgti į Saulę. Tai atrodė šiek tiek nelogiška – ankstyvasis Saulės elgesys iš pirmo žvilgsnio neatrodo palankus gyvybei palankioms sąlygoms. Ji ne tik buvo labai audringa, bet ir vėsesnė bei silpnesnė – tik 70 proc. dabartinio galingumo.
V.Airapetianas ir jo komanda įrodė, kad Saulė galėjo kompensuoti savo šaltį, „apšaudydama“ Žemę žybsniais, kurie galėjo sušildyti Žemę nepaisant Saulės vėsumo – ir sukelti chemines reakcijas, kurių metu susidarė prebiotiškos molekulės. Chemikas Kensei Kobayashi iš Jokohamos nacionalinio universiteto Japonijoje, dešimtmečius tyrinėjęs prebiotikos chemiją, kreipėsi į V.Airapetianą, kad detaliau ištirtų šį reiškinį.
Komanda pagamino keletą dujų mišinių, imituojančių hipotetinę ankstyvosios Žemės atmosferą, kuriuose įvairiomis proporcijomis buvo molekulinio azoto, anglies dioksido, vandens garų ir metano. Šie mišiniai buvo patalpinti į kamerą, kurioje juos veikė protonų spinduliavimas, imituojantis Saulės žybsnių poveikį, arba elektros išlydžiai, imituojantys žaibus.
Tyrėjai nustatė, kad mišinyje turėjo būti ne mažiau kaip 15 proc. metano, kad kibirkštys pagamintų aminorūgščių – o tai visai nemažas kiekis. Tačiau imituojamos saulės dalelės pagamino aminorūgščių ir karboksirūgšties, kai mišinyje buvo tik 0,5 proc. metano.
Tai leidžia manyti, kad audringas Saulės aktyvumas galėjo suvaidinti svarbų vaidmenį gyvybės atsiradimui Žemėje. Ir nors žaibas galėjo suvaidinti tam tikrą vaidmenį, tikėtina, kad jis prisidėjo kur kas mažiau.
„Net ir esant 15 proc. metano, žaibo sukeltas aminorūgščių gamybos greitis yra milijoną kartų mažesnis nei protonų, – sako V.Airapetianas. – Šaltomis sąlygomis niekada nebūna žaibų, o ankstyvoji Žemė buvo po gana silpna Saule. Tai nereiškia, kad jos negalėjo atsirasti iš žaibo, tačiau tai mažiau tikėtina“.
Tai gali būti ne tik svarbi užuomina apie tai, kaip ir kodėl atsirado gyvybė žemėje, bet taip pat gali padėti astronomams nustatyti, kur kitur galėjo susiformuoti prebiotinė chemija. Pavyzdžiui, NASA marsaeigis „Curiosity“ Marso paviršiuje rado gausybę nitratų, o tai leidžia manyti, kad kažkada Marse azoto fiksacija – molekulinio azoto jungimasis su kitais elementais į junginius – buvo gana veiksminga. Galbūt ir prie to prisidėjo audringa Saulė.
Tyrimas paskelbti žurnale „Life“.
Parengta pagal „Science Alert“.
