kozmos.hr
Znanost

Kako je započeo život na Zemlji?

Zemljina atmosfera. Izvor: NASA.
objavljeno

Sigurno ste se barem jedanput zapitali… kako je započeo život na Zemlji? Taj odgovor još ne znamo, ali učimo brzo, i možda ćemo uskoro imati odgovor na to veliko pitanje.


Nedavna studija, koja je prihvaćena za objavljivanje u časopisu The Planetary Science Journal i trenutačno dostupna na otvorenom serveru  arXiv, istražuje mogućnost da su organski aerosoli, prisutni na Zemlji od njezina nastanka do 500 milijuna godina kasnije, tijekom Hadijskog eona, sadržavali ključne sastojke za život, uključujući nukleobaze i aminokiseline. Ova studija ne samo da nudi uvid u uvjete na prapovijesnoj Zemlji već i ispituje mogućnost da slični uvjeti na Titanu, Saturnovom najvećem mjesecu, omogućuju stvaranje osnovnih elemenata života.

Universe Today razgovarao je s dr. Benom K. D. Pearceom, postdoktorskim suradnikom na Morton K. Blaustein odjelu za zemaljske i planetarne znanosti na Sveučilištu Johns Hopkins i vodećim autorom studije, o zaključcima, potencijalnim nastavcima istraživanja, nadolazećoj NASA-inoj misiji Dragonfly na Titan te o njegovim razmišljanjima o mogućem životu na Titanu.

Rana Zemlja i Život na Zemlji

Dr. Pearce je izložio kako su ranija laboratorijska istraživanja, u kojima je sudjelovao Carl Sagan, pokazala da je najviša razina razrjeđenja (ili dodavanje otapala poput vode) koja je potrebna za odvijanje kemijskih reakcija iznosila 100 mikromolara, odnosno otprilike 10 dijelova po milijunu (ppm). Prekomjerna razrijeđenost spriječila bi molekule u kemikalijama da se međusobno pronađu, pojasnio je.

Rana Zemlja bila je zamagljeno mjesto, slično Saturnovom mjesecu Titanu,” rekao je dr. Pearce za Universe Today. “Prije više od 4 milijarde godina, Zemlja je imala atmosferu bogatu vodikom, metanom i dušikom, nalik na Titanovu! Zanimljivo je da su ti aerosoli zapravo bili poput snježnih pahuljica od biomolekula, tj. veliki skupovi životnih gradivnih elemenata koji su bili međusobno povezani. Kada bi se ti aerosoli taložili na Zemljinu površinu, prije više od 4 milijarde godina, i upadali u jezerca, njihove bi se veze prekidale, stvarajući vodena tijela bogate životnim gradivnim blokovima. Željeli smo istražiti može li ovaj izvor premašiti prag od 100 mikromolara u jezercima, što bi bilo dovoljno koncentrirano za započinjanje reakcija i formiranje prvih molekula informacija, poput ribonukleinske kiseline (RNA).”

U sklopu istraživanja, znanstvenici su u laboratorijskim uvjetima stvorili organske aerosole u atmosferi s udjelom metana između 0,5% i 5% te analizirali aerosole u potrazi za tragovima aminokiselina i nukleobaza koristeći plinsku kromatografiju spojenu s masenim spektrometrom (GC/MS). Osim toga, uzorci su zagrijavani do 200°C kako bi se simuliralo njihovo postojanje na nenastanjivoj površini. Rezultate su usporedili s računalnim modelima radi istraživanja prisutnosti nukleobaza u takvim okruženjima.

Kako je započeo Život na Zemlji?
Kako je započeo Život na Zemlji? Izvor: Kozmos.hr.

Zanimljiv izvor

“Modeliranjem koncentracija nukleobaza iz organskih aerosola, koristeći naše eksperimentalne podatke, otkrili smo da bi ovaj izvor mogao biti najbogatiji i najdugotrajniji izvor koji smo dosad istražili,” objasnio je dr. Pearce za Universe Today. “Svi dosadašnji izvori koje smo proučavali – meteoriti, međuplanetarna prašina i atmosferski HCN – rezultirali su koncentracijama ispod 100 mikromolara; no, sada smo napokon identificirali izvor koji se približava tom pragu.”

Na kraju, istraživački tim otkrio je da bi nukleobaze mogle egzistirati u “toplim malim jezercima” na Zemlji tijekom Hadijskog eona. Eksperiment zagrijavanja pokazao je da takvi uzorci ne bi preživjeli na vrućoj površini. Zaključili su da bi organski aerosoli mogli stvoriti gradivne blokove života samo u atmosferi bogatoj metanom na ranoj Zemlji, “ali ne toliko bogatoj da bi površina postala nenastanjiva,” naglasio je dr. Pearce za Universe Today. S obzirom na ove izvanredne nalaze, istraživači su se zapitali kakva se istraživanja trenutačno provode ili planiraju?

Laboratorij za istraživanje porijekla i astrobiologije

“Trenutačno razvijam novi eksperimentalni postav u svom laboratoriju na Odjelu za zemaljske, atmosferske i planetarne znanosti na Sveučilištu Purdue, koji će biti otvoren ove jeseni, 2024.,” rekao je dr. Pearce za Universe Today. “Ovaj laboratorij, nazvan Laboratorij za istraživanje porijekla i astrobiologije, omogućit će našoj novoj istraživačkoj skupini da istodobno modelira kemiju atmosfere (npr. HCN i proizvodnju organskih aerosola) i kemiju malih tijela vode rane Zemlje. Naš početni cilj bit će demonstrirati proizvodnju prvih molekula informacija života, poput RNA, u simuliranom okruženju rane Zemlje.”

Ova studija dolazi u vrijeme kada NASA planira poslati svoju misiju Dragonfly na Titan, s planiranim datumom lansiranja u srpnju 2028. i slijetanjem na površinu Titana negdje 2034. godine, u “Shangri-La” dine. Dragonfly, kvadkopter čija je misija “skakati” po Titanu u potrazi za dokazima o potencijalnoj naseljivosti, planira se provesti tijekom deset godina, s znanstvenom fazom trajanja 3,3 godine. Njegov znanstveni teret uključivat će spektrometar mase, spektrometre gama-zraka i neutrona, geofizički i meteorološki paket, te skup mikroskopskih i panoramskih kamera.

Dragonfly će raditi tijekom dana na Titanu i ostajati na tlu noću, pri čemu svaki dan traje otprilike osam Zemljinih dana ili 192 sata. Pretpostavlja se da će Dragonfly moći letjeti do 16 kilometara na jedno punjenje baterije, koja se sastoji od višenamjenskog radioizotopskog termoelektričnog generatora (MMRTG) koji će se puniti noću. MMRTG-ovi imaju uspješnu povijest u svemirskim misijama, budući da se trenutačno koriste za napajanje NASA-inih rovera Curiosity i Perseverance na Marsu.

Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.

Pratite Kozmos na Google Vijestima.

CroCube