باورنکردنی! این مدل علمی، راز حیات در سیارات دوردست رو فاش کرد!

رازهای سیارات دوردست: کلید در دست ماست

بزرگ‌ترین رمز و راز سیارات فرازمینی، شاید همین‌جاست، روی کرهٔ خاکی‌مان. دانشمندای دانشگاه توهوکو و دانشگاه‌های توکیو و هوکایدو، یه مدل تازه ساختن که واکنش‌های شیمیایی توی جو رو بررسی می‌کنه. با این مدل، دارن پیش‌بینی می‌کنن که چطور جو زمین شکل گرفت و چطور نشانه‌های اولیه‌ی حیات پدیدار شدن.

شوناگو کایاما، از دانشگاه توهوکو، این‌طوری توضیح می‌ده: “زمین باستانی، هیچ ربطی به خونه‌ای که الان داریم نداشت. اون‌جا یه جای خیلی بی‌رحم بود، پر از آهن خالص و یه جو پُر از هیدروژن و متان.” این مولکول‌ها، نشانه‌های مهمی از چگونگی پیدایش حیات تو خودشون دارن. وقتی این مولکول‌ها در معرض نور فرا‌بنفش خورشید قرار می‌گرفتن، یه سری واکنش شیمیایی رخ می‌داد که مواد آلی (همون «آجرای سازنده‌ی حیات») رو تولید می‌کرد.

بخشی از این مواد آلی، پیش‌سازهایی بودن برای مولکول‌های اساسی بیولوژیکی، مثل اسید آمینه و اسید نوکلئیک. ولی فهمیدن نقش تابش UV، یه کم سخته. اول این‌که، این نوع جو، پایداری نداشت و احتمالاً به خاطر واکنش‌های شیمیایی توی جو، تغییرات سریعی داشته. دوم این‌که، وقتی تابش UV، آب موجود در جو رو تجزیه می‌کرد و مولکول‌های اکسیدکننده تولید می‌کرد، نسبت دقیق این اتفاق و زمان‌بندیش، معلوم نبود.

یه مدل فتوشیمیایی یه بعدی و پیش‌بینی‌هاش درباره جو زمین

برای حل این مشکلات، یه مدل فتوشیمیایی یه بعدی درست شد تا پیش‌بینی‌های دقیقی از جو زمین در گذشته ارائه بده. محاسبات نشون می‌ده که بیشتر هیدروژن، به فضا رفته و هیدروکربن‌هایی مثل استیلن (که از متان به دست میاد) تونستن از تابش UV محافظت کنن. همین محافظت، باعث شد که تجزیه‌ی آب و اکسیداسیون متان، خیلی کم بشه و در نتیجه، تولید مواد آلی زیادتر بشه.

اگه مقدار متان اولیه، با مقدار کربنی که الان روی سطح زمین وجود داره، برابر بود، احتمالاً لایه‌های آلی به ضخامت چند صد متر شکل می‌گرفت. یه جورایی، یه تجمع از مواد آلی درست می‌شد که مثل یه سوپ غنی از آجرهای مهمِ سازنده عمل می‌کرد. این می‌تونست منبعی باشه برای اولین موجودات زنده که روی زمین ظاهر شدن.” این حرفو تاتسویا یوشیدا از دانشگاه توهوکو می‌زنه.

جو زمین و شباهتش با سیاره‌های همسایه

این مدل نشون می‌ده که جوّ زمین در دوران باستان، به طرز عجیبی شبیه چیزی بوده که امروزه توی سیاره‌های همسایه، یعنی زهره و مریخ می‌بینیم. ولی با وجود این نزدیکی، زمین به یه محیط کاملاً متفاوت تکامل پیدا کرده. محقق‌ها دارن سعی می‌کنن بفهمن که چه چیزی باعث میشه زمین این‌قدر منحصر به‌فرد باشه.

به همین خاطر، این مدل بهمون کمک می‌کنه که یه درک عمیق‌تری از این داشته باشیم که آیا تکامل جوّی و پیدایش حیات روی زمین، فقط یه اتفاق خاص بوده یا توی بقیه منظومه‌های سیاره‌ای هم الگوهای مشترکی وجود داشته.