Μελέτη προσδιορίζει πότε η πρώιμη Γη μπορούσε να υποστηρίξει τη χημεία της ζωής

Ο φλοιός της Γης ενδέχεται να έγινε αρκετά σταθερός ώστε να υποστηρίξει τη χημεία που προηγήθηκε της ζωής πριν από περίπου 4,33 δισεκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τρίτη στο Nature Communications. Η έρευνα, με επικεφαλής τον Oleg Abramov από το Planetary Science Institute στο Τουσόν της Αριζόνα, προσφέρει ένα από τα πιο ακριβή χρονοδιαγράμματα για τη μετάβαση του πλανήτη μας από έναν εχθρικό κόσμο, που δεχόταν συνεχείς προσκρούσεις, σε έναν κόσμο ικανό να καλλιεργήσει τους μοριακούς προδρόμους της ζωής.psi+1

Μοντελοποίηση ενός δισεκατομμυρίου ετών βομβαρδισμού

Η μελέτη χρησιμοποιεί ένα τρισδιάστατο υπολογιστικό μοντέλο για να προσομοιώσει τον τρόπο με τον οποίο οι προσκρούσεις αστεροειδών, κομητών και υπολειμμάτων πλανητοειδών θέρμαιναν τον φλοιό της Γης σε διάστημα ενός δισεκατομμυρίου ετών, από τα 4,5 έως τα 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν τις θερμοκρασίες του φλοιού που προέκυψαν από το μοντέλο με τα όρια θερμικής σταθερότητας του RNA και άλλων μορίων που είναι κεντρικής σημασίας για την προέλευση της ζωής.gizmodo+1

Τα αποτελέσματα δείχνουν ένα σημείο καμπής πριν από περίπου 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια. Πριν από αυτό, οποιαδήποτε περιοχή του φλοιού που είχε ψυχθεί αρκετά για τη διεξαγωγή προβιοτικής χημείας θα μπορούσε να θερμανθεί ξανά από μια μεταγενέστερη πρόσκρουση, μηδενίζοντας ουσιαστικά το ρολόι. Μετά τα 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια, τμήματα του ανώτερου φλοιού άρχισαν να παραμένουν μόνιμα κάτω από τα κρίσιμα όρια θερμοκρασίας, σε αυτό που οι συγγραφείς αποκαλούν περιοχές που δεν αποστειρώθηκαν ποτέ.psi

"Η προβιοτική χημεία χρειάζεται συνεχώς σταθερές θερμοκρασίες, όχι μόνο ένα σύντομο διάστημα ψύξης μεταξύ των προσκρούσεων", δήλωσε ο Abramov σε ανακοίνωση του Planetary Science Institute. "Μόλις εμφανιστούν όγκοι που δεν αποστειρώθηκαν ποτέ, τμήματα του ανώτερου φλοιού παραμένουν κάτω από το όριο θερμοκρασίας από εκείνη τη στιγμή και μετά".psi

Ένα παράθυρο για τον κόσμο του RNA

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην υπόθεση του κόσμου του RNA, η οποία προτείνει ότι πριν το DNA αναλάβει τον σύγχρονο ρόλο του, τα αυτοαναπαραγόμενα μόρια RNA χρησίμευαν ως θεμέλιο για την πρώιμη ζωή. Για να αναπτυχθεί ένα τέτοιο σύστημα, τα μόρια θα χρειάζονταν χρόνο για να σχηματιστούν, να παραμείνουν σταθερά και να αλληλεπιδράσουν, συνθήκες που ο αδιάκοπος βομβαρδισμός της πρώιμης Γης δεν επέτρεπε.livescience+1

Πριν από περίπου 4,33 δισεκατομμύρια χρόνια, οι προσομοιώσεις δείχνουν μια σύγκλιση ευνοϊκών παραγόντων: ο βομβαρδισμός είχε εξασθενήσει αρκετά ώστε να επιτρέψει τη διατήρηση σταθερών περιβαλλόντων, ενώ οι προσκρούσεις εξακολουθούσαν να δημιουργούν υδροθερμικά συστήματα, περιβάλλοντα πλούσια σε νερό, θερμότητα και χημική ενέργεια που θεωρούνται εύλογες κοιτίδες για την προβιοτική χημεία.psi+1

Το χρονοδιάγραμμα ευθυγραμμίζεται επίσης με γεωλογικά στοιχεία. Οι κρύσταλλοι ζιρκονίου υποδεικνύουν ότι υπήρχε υγρό νερό στη Γη πριν από περίπου 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια, γεγονός που συνάδει με τις προβλέψεις του μοντέλου. Και περίπου 130 εκατομμύρια χρόνια πριν από την εκτιμώμενη εμφάνιση του LUCA, του τελευταίου καθολικού κοινού προγόνου όλης της σύγχρονης ζωής, το παράθυρο αυτό ταιριάζει στα ευρύτερα εξελικτικά χρονοδιαγράμματα.gizmodo+1

Επιφυλάξεις και κοσμικοί γείτονες

Ο Abramov προειδοποίησε ότι η θερμική καταλληλότητα από μόνη της δεν εγγυάται την εμφάνιση της ζωής. Η χημεία του RNA απαιτεί επίσης υγρό νερό, μειωμένο άζωτο, συγκεκριμένα επίπεδα pH και αλατότητας, καθώς και μηχανισμούς για τη συγκέντρωση βασικών συστατικών, μεταβλητές τις οποίες το μοντέλο δεν εξετάζει.gizmodo+1

Ωστόσο, το πλαίσιο αυτό θα μπορούσε να επεκταθεί πέρα από τη Γη. "Ένα ενδιαφέρον ερώτημα είναι ο χρονισμός του παραθύρου κατοικησιμότητας στον Άρη, το οποίο πιθανότατα άνοιξε σημαντικά νωρίτερα από ό,τι στη Γη λόγω του μικρότερου μεγέθους του Άρη και της χαμηλότερης μέσης ταχύτητας πρόσκρουσης", δήλωσε ο Abramov.gizmodo