Νέες προσομοιώσεις σε υπολογιστή δείχνουν ότι οι κομήτες ενδέχεται να μην μπορούσαν να μεταφέρουν στη Γη άθικτα τα οργανικά μόρια που θεωρούνταν απαραίτητα για την εμφάνιση της ζωής. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν αποκλείουν εντελώς τον ρόλο τους.
Η δημοφιλής θεωρία ότι οι κομήτες έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην εμφάνιση της ζωής στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια ενδέχεται να μην ευσταθεί, σύμφωνα με νέες προσομοιώσεις σε υπολογιστή που αμφισβητούν μια επιστημονική υπόθεση δεκαετιών.
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα ευαίσθητα οργανικά μόρια που φέρεται να μετέφεραν αυτά τα παγωμένα ουράνια σώματα θα μπορούσαν να καταστρέφονται κατά την πρόσκρουσή τους στην επιφάνεια της Γης. Το συμπέρασμα αυτό θέτει υπό αμφισβήτηση μια καθιερωμένη θεωρία για την προέλευση της ζωής, η οποία διατυπώθηκε τουλάχιστον από το 1961.
Η ευρύτερη ιδέα ότι τα συστατικά της ζωής έφτασαν στη Γη από το Διάστημα είναι γνωστή ως πανσπερμία και είχε διατυπωθεί επιστημονικά ακόμη νωρίτερα, το 1908.
Η ζωή στη Γη απαιτεί σύνθετα οργανικά μόρια, ωστόσο παραμένει ασαφές εάν ο πρώιμος πλανήτης μας διέθετε σε επαρκείς ποσότητες τις πρώτες ύλες που χρειάζονταν για την προβιοτική χημεία, δηλαδή τις χημικές αντιδράσεις μέσω των οποίων σχηματίζονται τα δομικά συστατικά της ζωής.
Οι κομήτες αποτελούνται από σκόνη και πάγο, αλλά είναι γνωστό ότι περιέχουν και οργανική ύλη. Αυτή η σύσταση, που τους έχει χαρίσει το προσωνύμιο «βρώμικες χιονόμπαλες», οδήγησε τους επιστήμονες στην υπόθεση ότι θα μπορούσαν να έχουν μεταφέρει νερό και οργανικά μόρια στην επιφάνεια της Γης.
Οι προσομοιώσεις για τις προσκρούσεις των κομητών
Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο επιστημονικό περιοδικό Scientific Reports, η Γη ενδέχεται να βίωσε, πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, μια περίοδο έντονου βομβαρδισμού από περισσότερους από 100.000 κομήτες, με διάμετρο μεγαλύτερη από 100 μέτρα.
Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις προσκρούσεις ήταν τόσο ισχυρές ώστε τα μόρια που θα μπορούσαν να συμβάλουν στην εμφάνιση της ζωής πιθανότατα δεν θα επιβίωναν.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τα πιο πρόσφατα μοντέλα σχηματισμού και εξέλιξης των κομητών, προκειμένου να προσομοιώσει 100.000 φορές τις συνθήκες εκείνης της πρώιμης περιόδου στην ιστορία της Γης.
«Με βάση όσα γνωρίζουμε για τις συνθήκες στην επιφάνεια της πρώιμης Γης, οι προσομοιώσεις μας έδειξαν ότι, κατά μέσο όρο, δεν υπήρξαν επιτυχημένες προσκρούσεις», δήλωσε στο CNN ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Ρίτσαρντ Άνσλοου, ο οποίος πραγματοποίησε την έρευνα κατά τη διάρκεια της διδακτορικής του διατριβής στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι κομήτες περιείχαν υψηλές συγκεντρώσεις βασικών μορίων για την εμφάνιση της ζωής. Ωστόσο, σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, κινούνταν με υπερβολικά μεγάλη ταχύτητα για να μπορέσουν να τα εναποθέσουν στη Γη χωρίς να καταστραφούν.
«Οι τυπικές ταχύτητες με τις οποίες αυτοί οι κομήτες προσέκρουαν στη Γη σήμαιναν ότι ελάχιστοι, αν όχι κανένας, θα μπορούσαν να μεταφέρουν άθικτα οργανικά μόρια. Επομένως, οι κομήτες δεν φαίνεται να είναι τόσο χρήσιμοι για την προβιοτική χημεία όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα», ανέφερε ο Άνσλοου.
Πιο συγκεκριμένα, το 54% των προσομοιώσεων δεν κατέγραψε καμία πρόσκρουση, ενώ στο υπόλοιπο 46% σημειώθηκε τουλάχιστον μία. Μόνο σε ένα πολύ μικρό ποσοστό των περιπτώσεων καταγράφηκαν έως και τρεις προσκρούσεις.
Ο ερευνητής διευκρίνισε ότι δεν μπορεί να αποκλειστεί με βεβαιότητα το ενδεχόμενο να υπήρξε κάποια επιτυχημένη πρόσκρουση. Θα μπορούσε, όπως είπε, να έχει συμβεί ένα εξαιρετικά σπάνιο περιστατικό. Ωστόσο, αυτό θα έπρεπε να πραγματοποιηθεί σε μια «ιδανική τοποθεσία», όπου θα υπήρχαν ήδη σημαντικές προϋποθέσεις, όπως υγρό νερό και άλλες χημικές ουσίες απαραίτητες για την υποστήριξη της ζωής.
Ο συνδυασμός όλων αυτών των παραγόντων καθιστά το συγκεκριμένο σενάριο απίθανο, πρόσθεσε.
Το μόριο που βρίσκεται στο επίκεντρο της έρευνας
Η μελέτη επικεντρώνεται σε μια φυσικά απαντώμενη χημική ένωση, το υδροκυάνιο ή HCN, το οποίο αποτελεί σημαντικό πρόδρομο μόριο της προβιοτικής χημείας.
Η συγκεκριμένη ένωση έχει εντοπιστεί σε δεκάδες κομήτες, μεταξύ των οποίων ο κομήτης του Χάλεϊ και ο κομήτης Χέιλ-Μποπ.
Το υδροκυάνιο αποτελείται από υδρογόνο, άνθρακα και άζωτο και, όταν συνδυάζεται με νερό, μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό αμινοξέων, των μορίων που αποτελούν τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών. Προηγούμενες μελέτες έχουν επίσης αναδείξει το HCN ως πιθανώς σημαντικό συστατικό για την εμφάνιση της ζωής στη Γη.
Ωστόσο, όταν ένας κομήτης προσκρούει στη Γη, αναπτύσσονται εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Σύμφωνα με τον Άνσλοου, πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει ότι πολλές από αυτές τις πρόδρομες χημικές ενώσεις μπορούν να καταστραφούν εξαιτίας των συνθηκών αυτών, αλλά και των διεργασιών που ακολουθούν την πρόσκρουση.
Οι συγγραφείς της μελέτης υποστηρίζουν ότι ακόμη και αν συνέβαινε μια επιτυχημένη πρόσκρουση, είναι απίθανο ο κομήτης να είχε μεταφέρει το υδροκυάνιο σε συγκέντρωση αρκετή για να είναι χρήσιμη. Εάν, μάλιστα, έπεφτε σε ωκεανό, η ένωση θα διαλυόταν γρήγορα.
Επιπλέον, για να αναπτυχθεί η προβιοτική χημεία, απαιτούνται πολλά ακόμη πρόδρομα μόρια, όπως ενώσεις που περιέχουν φώσφορο και θείο. Αυτά, σύμφωνα με τον Άνσλοου, δεν εντοπίζονται συστηματικά στους κομήτες.
«Οι κομήτες είναι πολύ καλοί στη μεταφορά υδροκυανίου. Ωστόσο, επειδή η πρόσκρουση ενός κομήτη στη Γη είναι ένα τυχαίο γεγονός, δεν μπορούμε να είμαστε βέβαιοι ότι όλα τα υπόλοιπα απαραίτητα συστατικά για αυτή τη χημεία θα βρίσκονται στο ίδιο σημείο», εξήγησε.
Τα αστεροειδή ως εναλλακτική πηγή των συστατικών της ζωής
Εάν οι κομήτες δεν μετέφεραν τα δομικά συστατικά της ζωής στη Γη, υπάρχουν και άλλες πιθανές εξηγήσεις που αξίζει να διερευνηθούν.
Μία από τις παλαιότερες και ανταγωνιστικές θεωρίες υποστηρίζει ότι η λεγόμενη «πρωταρχική σούπα» της Γης θα μπορούσε να έχει συνθέσει από μόνη της τα μόρια που απαιτούνταν για την εμφάνιση της ζωής.
Μια άλλη πιθανή κοσμική πηγή οργανικής ύλης είναι οι αστεροειδείς, οι οποίοι συνήθως προσέκρουαν στη Γη με μικρότερες ταχύτητες και σε μεγαλύτερους αριθμούς από τους κομήτες.
Ο Άνσλοου αναφέρθηκε σε πρόσφατα ευρήματα από δείγματα των αστεροειδών Μπενού και Ριούγκου, στα οποία έχουν εντοπιστεί τα περισσότερα από τα αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πρωτεϊνών.
Τα δείγματα αυτά ενισχύουν το ενδιαφέρον για τον ρόλο των αστεροειδών στη μεταφορά οργανικών ενώσεων στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και στη Γη.
Θα μπορούσε ο Άρης να είχε τις κατάλληλες συνθήκες;
Η νέα μελέτη ανοίγει και ένα ακόμη ενδιαφέρον ενδεχόμενο: οι κομήτες ίσως να μην ήταν αποτελεσματικοί στη μεταφορά υδροκυανίου στη Γη, αλλά να μπορούσαν να παίξουν σημαντικότερο ρόλο στον αρχαίο Άρη.
Όπως εξήγησε ο Άνσλοου, ο Άρης είναι πολύ μικρότερος από τη Γη και βρίσκεται πιο μακριά από τον Ήλιο. Για τον λόγο αυτό, οι κομήτες προσέκρουαν στην επιφάνειά του με μικρότερες ταχύτητες.
Έτσι, ενώ οι προσκρούσεις στη Γη πιθανότατα κατέστρεφαν το μεγαλύτερο μέρος του υδροκυανίου, στον Άρη οι απώλειες ενδέχεται να ήταν μικρότερες.
Η υπόθεση αυτή προσθέτει μια νέα διάσταση στο διαχρονικό ερώτημα εάν ο Κόκκινος Πλανήτης φιλοξενούσε κάποτε ζωή.
«Είναι απλώς μια ακόμη οπτική που πρέπει να έχουμε κατά νου, όταν προσπαθούμε να κατανοήσουμε λεπτομερέστερα την πρώιμη εξέλιξη του Άρη», ανέφερε ο ερευνητής.
Γιατί η θεωρία των κομητών δεν αποκλείεται πλήρως
Παρά τα ευρήματα, ο ρόλος των κομητών στην προέλευση της ζωής δεν μπορεί να αποκλειστεί οριστικά.
Η Κουίνι Τσαν, αναπληρώτρια καθηγήτρια Γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο Royal Holloway του Λονδίνου, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, επισήμανε ότι το υδροκυάνιο ενδέχεται να είχε υποστεί χημικές αντιδράσεις προτού τα παγωμένα ουράνια σώματα εισέλθουν στην ατμόσφαιρα της Γης.
Οι αντιδράσεις αυτές θα μπορούσαν να έχουν οδηγήσει στον σχηματισμό βιολογικά σημαντικών ενώσεων, όπως τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών, τα οποία είναι λιγότερο πτητικά και έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να επιβιώσουν από μια πρόσκρουση.
«Επομένως, η αναποτελεσματικότητα της μεταφοράς άθικτου υδροκυανίου δεν αποκλείει πλήρως έναν πιθανό ρόλο των κομητών στην παροχή άλλων σημαντικών οργανικών ενώσεων, οι οποίες ενδέχεται να συνέβαλαν στο απόθεμα οργανικής ύλης της πρώιμης Γης πριν από την εμφάνιση της ζωής», έγραψε η Τσαν σε ηλεκτρονικό μήνυμά της.
Από την πλευρά της, η Νικόλ Ζέλνερ, καθηγήτρια Φυσικής στο Albion College του Μίσιγκαν, δήλωσε ότι τα ευρήματα δεν την εξέπληξαν. Αν και εμφανίζεται επίσης επιφυλακτική ως προς τον πλήρη αποκλεισμό των κομητών από τις πιθανές πηγές των συστατικών της ζωής, αναγνώρισε ότι οι συγγραφείς της μελέτης έχουν προσδιορίσει με μεγαλύτερη σαφήνεια τις συνθήκες και τις πιθανότητες υπό τις οποίες θα μπορούσε να έχει συμβεί μια τέτοια μεταφορά.
Τα νέα αποτελέσματα, επομένως, δεν δίνουν οριστική απάντηση στο ερώτημα πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη. Αναδεικνύουν, ωστόσο, τις δυσκολίες που αντιμετωπίζει η θεωρία των κομητών και ενισχύουν την ανάγκη να εξεταστούν εναλλακτικά σενάρια, από τη χημική εξέλιξη της ίδιας της Γης έως τη συμβολή των αστεροειδών και τις πιθανές συνθήκες στον αρχαίο Άρη.
