قد تكون الحياة على الأرض موجودة بفضل ضربة حظ مذهلة، وهي نقطة كيميائية رائعة تفتقدها معظم الكواكب أثناء تكوينها، لكن كوكبنا تمكن من الوصول إليها.
دراسة جديدة تظهر ذلك أرض تشكلت في ظل مجموعة دقيقة بشكل غير عادي من الظروف الكيميائية التي سمحت لها بالاحتفاظ بعنصرين أساسيين للحياة كما نعرفها: الفوسفور والنيتروجين. بدون التوازن المثالي بين هذه العناصر، أ كوكب صخري يمكن أن تبدو صالحة للسكن على السطح ولكنها غير قادرة بشكل أساسي على دعم علم الأحياء، وفقًا للدراسة.
يبدو أن الأرض قد اصطدمت بهذه البقعة الكيميائية الحساسة خلال فترة وجودها تشكيل منذ ما يقرب من 4.6 مليار سنة، والنتائج الجديدة يمكن أن تغير طريقة العلماء البحث عن حياة غريبةوقال الباحثون.
عند الشباب تشكل الكواكبغالبًا ما تكون منصهرة جزئيًا أو كليًا. عندما تغوص المعادن الثقيلة إلى الداخل لتشكل قلبًا، تظل المواد الأخف وزنًا أقرب إلى السطح. خلال هذه المرحلة الفوضوية، المعروفة باسم التكوين الأساسي، تلعب كمية الأكسجين الموجودة دورًا حاسمًا في تحديد أين تنتهي العناصر الأخرى، وما إذا كانت ستظل متاحة للحياة المستقبلية.
تشير الدراسة إلى أن مستويات الأكسجين يجب أن تقع ضمن نطاق ضيق بشكل مدهش حتى يبقى كل من الفوسفور والنيتروجين في الجسم عباءة الكوكب والقشرة. يرتبط القليل جدًا من الأكسجين والفوسفور بالحديد ويتم سحبهما إلى القلب، مما يحرم السطح من مكون رئيسي للحمض النووي وأغشية الخلايا ونقل الطاقة. الكثير من الأكسجين، وفقدان النيتروجين بسهولة أكبر في الفضاء. وفي كلتا الحالتين، فإن الكيمياء اللازمة للحياة لا تجتمع بشكل كامل أبدًا.
وباستخدام نماذج تكوين الكواكب والسلوك الجيوكيميائي، وجد الباحثون أن الأرض تقع بشكل مباشر داخل هذا النطاق الضيق من الأكسجين متوسط المستوى، والذي أطلقوا عليه اسم المادة الكيميائية. منطقة المعتدل. في نهاية المطاف، احتفظ كوكبنا بما يكفي من الفوسفور والنيتروجين لتغذية البيولوجيا لاحقًا، وهي نتيجة قد تكون بعيدة عن أن تكون شائعة بين العوالم الصخرية.
وقال والتون في البيان: “نماذجنا تظهر بوضوح أن الأرض تقع على وجه التحديد ضمن هذا النطاق”. “إذا كان لدينا كمية أكبر أو أقل قليلاً من الأكسجين أثناء ذلك تشكيل الأساسيةلن يكون هناك ما يكفي من الفوسفور أو النيتروجين لتطور الحياة.”
وعلى العكس من ذلك، قام الباحثون أيضًا بوضع نموذج لتكوين الكواكب الأخرى مثل المريخحيث كانت مستويات الأكسجين خارج منطقة المعتدل الكيميائية هذه. على سبيل المثال، تُظهر النماذج وجود فوسفور في الوشاح أكثر من الأرض، ولكن كمية أقل من النيتروجين، مما يخلق ظروفًا صعبة للحياة كما نعرفها، وفقًا للبيان.
تتحدى النتائج التركيز التقليدي على المنطقة الصالحة للسكن، وهي المنطقة المحيطة بالأرض نجم حيث يمكن أن يتواجد الماء السائل. وفي حين أن الماء أمر بالغ الأهمية، تشير الدراسة إلى أنه قد يكون مجرد جزء من القصة. يمكن للكوكب أن يدور على مسافة مناسبة من نجمه ولا يزال يفتقر إلى المخزون الكيميائي الداخلي اللازم لنشوء الحياة.
والأهم من ذلك، أن ظروف الأكسجين التي تشكل هذه العملية ترتبط بالتركيب الكيميائي للنجم المضيف نفسه. ونظرًا لأن الكواكب تتشكل من نفس المادة التي تتكون منها نجومها، فإن الكيمياء النجمية يمكن أن تلمح إلى ما إذا كان النظام قادرًا على إنتاج كواكب صديقة للحياة في المقام الأول.
إذا كان الباحثون على حق، فقد تكون الأرض استثناءً محظوظًا أكثر من كونها قاعدة كونية، فهي كوكب حقق نجاحًا كيميائيًا نادرًا في وقت مبكر. إن استخدام الأرض كمعيار يمكن أن يساعد العلماء على التركيز على هذا الأمر الكواكب الخارجية التي من المرجح أن تتمتع بالتوازن المثالي للعناصر الضرورية للحياة.
وقال والتون: “هذا يجعل البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى أكثر تحديدا”. “يجب أن نبحث عن أنظمة شمسية بها نجوم تشبه نجمنا شمس“.
وكانت النتائج التي توصلوا إليها نشرت في 9 فبراير في مجلة علم الفلك الطبيعة.
التعليقات