راز ورود اجزای حیات به زمین کشف شد!

تحقیقات درباره منشاء عناصر فرار در زمین

محققان با استفاده از اثرات شیمیایی روی (زینک) موجود در شهاب‌سنگ‌ها، به بررسی منشاء عناصر فرار در زمین پرداخته‌اند. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که **بدون وجود سیارک‌های «غیرذوب‌شده» ممکن است این ترکیبات به اندازه کافی در زمین برای شکل‌گیری حیات وجود نداشته باشند**. عناصر فرار، عناصری هستند که در دماهای نسبتاً پایین به بخار تبدیل می‌شوند. این عناصر شامل شش عنصر رایج در موجودات زنده و همچنین آب هستند.

زینک موجود در شهاب‌سنگ‌ها دارای ترکیب منحصر به فردی است که می‌تواند برای شناسایی منابع عناصر فرار زمین مورد استفاده قرار گیرد. محققان از دانشگاه کمبریج و کالج امپریال لندن پیش‌تر دریافته‌اند که زینک زمین از بخش‌های مختلف منظومه شمسی به دست آمده است: حدود نیمی از آن از فراتر از سیاره مشتری و نیمی دیگر از نواحی نزدیک‌تر به زمین آمده است. دکتر ریسّا مارتینز از دپارتمان علوم زمین دانشگاه کمبریج گفت: «یکی از بنیادی‌ترین سوالات درباره منشاء حیات این است که مواد لازم برای تکامل حیات از کجا آمده‌اند.» او افزود: «اگر بتوانیم بفهمیم این مواد چگونه به زمین آمده‌اند، ممکن است سرنخ‌هایی درباره چگونگی شکل‌گیری حیات در اینجا و همچنین در جاهای دیگر به ما بدهد.»

بلوک‌های سازنده سیارات

سیاره‌زاده‌ها (پلانتزیسمال‌ها) بلوک‌های اصلی سازنده سیارات سنگی مانند زمین هستند. این اجسام کوچک از طریق فرآیندی به نام انباشت (اکریشن) شکل می‌گیرند، جایی که ذرات اطراف یک ستاره جوان شروع به چسبیدن به یکدیگر کرده و اجسام بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند. اما همه سیاره‌زاده‌ها یکسان نیستند. نخستین سیاره‌زاده‌هایی که در منظومه شمسی شکل گرفتند، در معرض سطوح بالای تابش رادیواکتیو قرار داشتند که باعث ذوب شدن آن‌ها و از دست دادن عناصر فرارشان شد. اما برخی از سیاره‌زاده‌ها پس از آنکه این منابع تابش رادیواکتیو عمدتاً منقرض شدند، شکل گرفتند که به آن‌ها کمک کرد تا فرآیند ذوب شدن را پشت سر بگذارند و عناصر فرار بیشتری را حفظ کنند.

نقش زینک در شکل‌گیری زمین و جستجوی حیات در سیارات دیگر

در یک مطالعه منتشر شده در نشریه Science Advances، مارتینز و همکارانش به بررسی اشکال مختلف زینک که از سیارک‌های اولیه به زمین رسیدند، پرداختند. این محققان با اندازه‌گیری زینک در نمونه‌های بزرگ شهاب‌سنگ‌ها که از سیارک‌های مختلف منشاء گرفته بودند، داده‌ها را جمع‌آوری کردند و از این اطلاعات برای مدل‌سازی چگونگی به‌دست‌آوردن زینک در زمین استفاده نمودند. این مدل‌سازی شامل کل دوره انباشت زمین بود که ده‌ها میلیون سال به طول انجامید.

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که در حالی که این سیارک‌های «ذوب‌شده» حدود ۷۰٪ از جرم کلی زمین را تأمین کردند، تنها حدود ۱۰٪ از زینک آن را فراهم کرده‌اند. بر اساس این مدل، باقی‌مانده زینک زمین از موادی به‌دست آمده است که ذوب نشده و عناصر فرار خود را از دست نداده‌اند. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که مواد «ابتدایی» یا ذوب‌نشده منبعی اساسی برای عناصر فرار در زمین بوده‌اند.

مارتینز، نویسنده اصلی مطالعه، گفت: «ما می‌دانیم که فاصله بین یک سیاره و ستاره‌اش عامل تعیین‌کننده‌ای در ایجاد شرایط لازم برای حفظ آب مایع بر روی سطح آن سیاره است. اما نتایج ما نشان می‌دهد که هیچ تضمینی وجود ندارد که سیارات مواد مناسب را برای داشتن آب و دیگر عناصر فرار در ابتدا جذب کنند، صرف‌نظر از وضعیت فیزیکی آن‌ها.»

توانایی ردیابی عناصر در طول میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال تکامل می‌تواند ابزار حیاتی در جستجوی حیات در جاهای دیگر، مانند مریخ یا سیارات خارج از منظومه شمسی ما باشد. مارتینز افزود: «شرایط و فرآیندهای مشابهی نیز احتمالاً در دیگر سیستم‌های سیاره‌ای جوان وجود دارد. نقش این مواد مختلف در تأمین عناصر فرار چیزی است که باید در هنگام جستجوی سیارات قابل سکونت در نظر داشته باشیم.»

این تحقیق به‌طور جزئی با حمایت Imperial College London، European Research Council و UK Research and Innovation (UKRI) انجام شده است.