Życie na Ziemi może istnieć za sprawą wyładowań atmosferycznych

W jaki sposób powstało życie? Czy to występuje też na innych planetach? Odpowiedzi na te pytania naukowcy wciąż szukają. Niemniej jednak, ci właśnie pokazali, że jednym z kluczowych elementów, który pozwolił na pojawienie się życia na Ziemi, mogły być wyładowania energetyczne. Oznacza to, że szanse na powstanie życia na innych planetach są większe, niż dotychczas myślano.

Życiodajne pierwiastki

Wszystkie obecne na Ziemi formy życiowe wymagają do funkcjonowania biochemicznego sześciu rdzennych pierwiastków – węgla, wodoru, azotu, tlenu, siarki oraz fosforu. Te, reprezentowane pod akronimem CHNOPS, razem tworzą kwasy nukleinowe, proteiny i lipidy, z których składa się znaczna część żywej materii.

Ostatni z wymienionych pierwiastków, fosfor, dzisiaj jest na Ziemi powszechnie spotykany. W odległej przeszłości w pewnym sensie sytuacja wyglądała jednak inaczej. Wówczas ten był zamknięty w nierozpuszczalnych minerałach, niedostępny dla jakichkolwiek biomolekuł, które mogły go potrzebować.

Fosforowa zagadka

Biodostępne formy fosforu powstają głównie podczas wybuchów supernowych. Powszechnie akceptowana teoria głosi, że te przybyły na Ziemię wraz z kometami i asteroidami, w postaci minerału o nazwie schreibersyt. Ta nie ma jednak odzwierciedlenia w rzeczywistości – uderzenia meteorytów w Ziemię są zdarzeniami sporadycznymi i uważa się, że ich częstotliwość spadła w okresie, w którym pojawiło się życie.

W ramach najnowszych badań uczeni z Uniwersytetu Yale oraz Uniwersytetu w Leeds sprawdzili, czy możliwe jest, by duże ilości biodostępnych form fosforu pojawiły się w na naszej planety w inny sposób – za sprawą wyładowań atmosferycznych. Skąd taki pomysł? Stąd, że schreibersyt jest znajdowany także w szkłach znanych fulgurytami, które powstają, gdy piorun uderza w ziemię, błyskawicznie topiąc powierzchniowe skały.

Przykład fulgurytu powstałego po uderzeniu pioruna. | Źródło: Wikimedia Commons/SelEle-MS [CC BY-SA 3.0]

Piorunujące odkrycie

Naukowcy stworzyli model komputerowy obrazujący warunki panujące na młodej Ziemi i w ten sposób odkryli, że miliardy lat temu ta doświadczała od 100 milionów do miliarda wyładowań atmosferycznych rocznie. W ten sposób na naszej planecie musiały powstawać ogromne ilości biodostępnego fosforu – do 1000 kilogramów fosforków oraz do 10 tysięcy kilogramów fosforyn i podfosforynów każdego roku.

Co ciekawe, w przeciwieństwie do meteorytów, w pewnych rejonach pioruny pojawiałyby się szczególnie często. Mowa o rejonach tropikalnych. Tam powstawałyby miejsca, gdzie biodostępne formy fosforu byłyby nagromadzone w dużych ilościach, wraz z innymi składnikami potrzebnymi do powstania życia.

Wygląda na to, że powinniśmy szukać śladów fosforu na innych planetach. Jeśli ten zapoczątkował na Ziemi reakcję łańcuchową, która doprowadziła do pojawienia się organizmów żywych, być może podobne zjawisko miało miejsce też gdzie indziej.

Źródło: Nature Communications, fot. tyt. Canva