توصلت دراسة إلى أن المليارات من صواعق البرق ربما تكون قد بدأت الحياة على الأرض

بالعربي/ كيف حصلت الأرض على الفوسفور الذي تحتاجه لصنع أول جزيئات DNA و RNA؟ قد يكون الجواب طقطقة في السماء.

قد تكون الحياة على الأرض قد بدأت مع وميض من البرق .

لا ، الصاعقة الضالة لم تحرّك حرفيًا الميكروبات الأولى في العالم (آسف دكتور فرانكشتاين). لكن وفقًا لدراسة جديدة نُشرت يوم الثلاثاء (16 مارس) في مجلة Nature Communications ، ربما ساعدت تريليونات الصواعق على مدى مليار سنة من تاريخ الأرض المبكر في إطلاق مركبات الفوسفور المهمة التي مهدت الطريق للحياة على الأرض .

“في دراستنا ، أظهرنا لأول مرة أن الصواعق كانت على الأرجح مصدرًا مهمًا للفوسفور التفاعلي على الأرض في الوقت الذي تشكلت فيه الحياة [منذ 3.5 مليار إلى 4.5 مليار سنة]” ، قال مؤلف الدراسة الرئيسي بنيامين هيس ، وهو طالب دراسات عليا في قسم علوم الأرض والكواكب بجامعة ييل ، قال لـ Live Science. لذلك ربما لعبت الصواعق دورًا في توفير الفوسفور لظهور الحياة على الأرض.

قصفت بالحياة؟

كيف يؤدي صاعقة من اللون الأزرق إلى الحياة الأرضية؟ يتعلق الأمر كله بالفوسفور – أو بالأحرى ، المواد العضوية التي يمكن أن تصنعها ذرات الفوسفور عند دمجها مع عناصر حيوية أخرى.

خذ الفوسفات ، على سبيل المثال – أيونات تتكون من ثلاث ذرات أكسجين وذرة فوسفور واحدة ، وهي ضرورية لجميع أشكال الحياة المعروفة. يشكل الفوسفات العمود الفقري للحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، و ATP (المصدر الرئيسي للطاقة للخلايا) ، وهي مكونات رئيسية للعظام والأسنان وأغشية الخلايا.

ولكن منذ حوالي 4 مليارات سنة ، بينما كان هناك على الأرجح الكثير من الماء وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للعمل بهما ، وهما ضروريان أيضًا للجزيئات الأساسية للحياة ، كان معظم الفسفور الطبيعي للكوكب مرتبطًا بصخور غير قابلة للذوبان ، ومن المستحيل الجمع في الفوسفات العضوي. كيف إذن اكتسبت الأرض هذه المركبات المهمة؟

تقول إحدى النظريات أن الأرض في وقت مبكر حصلت على الفوسفور من النيازك التي تحمل معدنًا يسمى schreibersite ، والذي يتكون جزئيًا من الفوسفور وهو قابل للذوبان في الماء ؛ إذا اصطدمت أحمال من نيازك الشريبيرسي بالأرض على مدى ملايين أو بلايين السنين ، فيمكن عندئذٍ إطلاق ما يكفي من الفوسفور في منطقة مركزة لتهيئة الظروف المناسبة للحياة البيولوجية ، وفقًا للدراسة الجديدة.

ومع ذلك ، منذ حوالي 3.5 مليار إلى 4.5 مليار سنة ، عندما ظهرت الحياة على الأرض ، انخفض معدل ضربات النيازك على الأرض “بشكل كبير” حيث تشكلت معظم الكواكب والأقمار في نظامنا الشمسي إلى حد كبير ، على حد قول هيس. تعقد هذه الحقيقة نظرية الفوسفور بين النجوم. 

قال هيس ، مع ذلك ، هناك طريقة أخرى لصنع شريبيرزيت ، هنا على الأرض. كل ما يتطلبه الأمر هو بعض الأرض وسحابة وبضعة تريليونات من هزات البرق.

بلايين البراغي

يمكن أن تؤدي الصواعق إلى تسخين الأسطح إلى ما يقرب من 5000 درجة فهرنهايت (2760 درجة مئوية) ، مما يؤدي إلى تشكيل معادن جديدة لم تكن موجودة من قبل. في الدراسة الجديدة ، قام هيس وزملاؤه بفحص كتلة صخرية شديدة الانفجار ، تسمى فولجوريت ، والتي تم التنقيب عنها سابقًا من موقع في إلينوي. وجد الفريق أن كرات صغيرة من الشريبيرسيت تكونت داخل الصخر ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة من المعادن الزجاجية الأخرى.

مع وجود دليل مؤقت على أن الصواعق يمكن أن تخلق شريبرسيت غنيًا بالفوسفور ، كان على الفريق بعد ذلك حساب ما إذا كان برقًا كافيًا يمكن أن يضرب الأرض في وقت مبكر لإطلاق كمية كبيرة من العنصر في البيئة. باستخدام نماذج من الغلاف الجوي المبكر للأرض ، قدر الباحثون عدد ضربات الصواعق التي قد تكون سقطت على الكوكب كل عام.

اليوم ، يومض حوالي 560 مليون صاعقة فوق الكوكب كل عام. قبل 4 مليارات سنة ، عندما كان الغلاف الجوي للأرض أكثر ثراءً في غازات الاحتباس الحراري CO2 (وبالتالي أكثر سخونة وأكثر عرضة للعواصف) ، فمن المحتمل أن ما بين مليار إلى 5 مليارات برغي تومض كل عام ، حسب حسابات الفريق. من بين هذه البراغي ، قدر الفريق أن ما بين 100 مليون و 1 مليار برغي تضرب الأرض كل عام (يتم تفريغ الباقي فوق المحيطات).الإعلانات

وقال هيس ، على مدى مليار سنة ، ما يصل إلى كوينتيليون (1 متبوعًا بـ 18 صفراً) ربما ضربت الصواعق كوكبنا الشاب ، كل واحدة تطلق القليل من الفوسفور القابل للاستخدام. حسب الفريق أنه منذ ما بين 4.5 مليار و 3.5 مليار سنة ، كان من الممكن أن تعطي الصواعق وحدها للأرض ما بين 250 إلى 25000 رطل من الفوسفور (110 إلى 11000 كيلوجرام) سنويًا.

هذا نطاق ضخم ، مع الكثير من عدم اليقين بشأن ظروف الأرض المبكرة التي بنيت فيها. لكن هيس قال إنه حتى أقل كمية من الفوسفور يمكن أن تحدث فرقًا في ظهور الحياة.

قال هيس لـ Live Science: “لكي تتشكل الحياة ، يجب أن يكون هناك موقع واحد يحتوي على المكونات الصحيحة”. “إذا تم تركيز [250 رطلاً] من الفوسفور سنويًا في قوس جزيرة استوائية واحدة ، فعندئذ نعم ، ربما كان ذلك كافياً. ولكن من المرجح أن يحدث ذلك إذا كان هناك العديد من هذه المواقع.”المحتوى ذي الصلة

ما إذا كان البرق قد ضرب ما يكفي من الأرض المكشوفة في وقت مبكر من الأرض لإحداث تأثير على الحياة هو سؤال لا يمكن أبدًا الإجابة عليه بشكل كامل. ومع ذلك ، تظهر الدراسة الجديدة أنه ، رياضيًا ، كان ذلك ممكنًا على الأقل. 

خلص الباحثون إلى أن مزيجًا من تأثيرات الكويكبات وضربات الصواعق أعطى الأرض في النهاية الفوسفور الذي تحتاجه لنسج أول جزيئات حيوية أساسية ، مثل الحمض النووي والحمض النووي الريبي. لكن يجب أن تحرص الدراسات الإضافية للحياة الأرضية المبكرة على عدم ضرب البرق من السجل.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com