داستان حیات ما ممکن است با یک برق از آسمان آغاز شده باشد، به معنای واقعی کلمه. این نه توهم است و نه خیالی، بلکه کشفی است که توسط گروهی کوشا از شیمی‌دانان دانشگاه هاروارد صورت گرفته است.
در تلاشی علمی که به خاطر نوآوری‌اش چشمگیر است، این تیم تلاش کردند تا در آزمایشگاه خود نمایشی از زمین اولیه را بازسازی کنند. در میان نتایج، یک قهرمان شگفت‌آور ظاهر شد – صاعقه‌ای که از ابر به زمین می‌زند.
بازاندیشی در مورد آغاز ما
منشأ حیات در زمین یک معمای واقعی است. سال‌هاست که دانشمندان در حال کنار هم قرار دادن این پازل بزرگ هستند. شهاب‌سنگ‌ها یا سیارک‌هایی که مواد حیاتی را بر روی سطح زمین می‌ریزند و صاعقه‌هایی که بین ابرها می‌زنند زمانی از مدعیان قوی در این بخت‌آزمایی کیهانی بودند.
اما با بررسی و تجزیه این نظریه‌ها، به نظر می‌رسید که کمتر و کمتر محتمل باشند. به عنوان مثال، برخوردهای اجسام فضایی بلافاصله پس از تشکیل سیاره ما نادر شدند.
ناگفته نماند که صاعقه‌های بین ابرها به نظر می‌رسید روش ناکارآمدی برای تولید مواد لازم باشد.
تأثیر صاعقه بر منشأ حیات
اینجاست که تیم هاروارد داستان جدیدی به ما می‌دهد. کارشناسان پیشنهاد می‌کنند که صاعقه‌هایی که از ابر به زمین می‌زنند، ممکن است قهرمانان ناشناخته در پیدایش حیات باشند.
برای اثبات این فرضیه، آن‌ها آزمایشگاه خود را به یک زمین اولیه کوچک تبدیل کردند. با دقت زیاد، آن‌ها صاعقه‌ها را در محیط‌های شبیه‌سازی شده‌ای از هوا، آب و زمین ایجاد کردند.
سپس با دقت محصولات تشکیل شده پس از این نمایش‌های الکتریکی را مورد بررسی قرار دادند – به ویژه نتایج در آب.
صاعقه و مولکول‌های حیاتی
یافته‌ها روشن‌کننده بودند. کارشناسان مشاهده کردند که هر دو کربن و نیتروژن به مولکول‌هایی تبدیل شدند که می‌توانستند اجزای اولیه حیات باشند.
به عنوان مثال، کربن به مونوکسید کربن و اسید فرمیک تبدیل شد، در حالی که نیتروژن به نیتریت، نیترات و آمونیوم تبدیل شد.
پژوهشگران تعدادی مواد معدنی را به کار گرفتند – مواد معدنی مشابه با آن‌هایی که در منظره اولیه زمین یافت می‌شدند. پس از تکرار ضربات صاعقه شبیه‌سازی شده و تجزیه و تحلیل‌ها، آن‌ها مواد معدنی سولفیدی کشف کردند که مشابه آن‌هایی بودند که در نزدیکی فوران‌های آتشفشانی یافت می‌شوند.
همچنین افزایش قابل توجهی در تولید آمونیاک مشاهده شد، مولکولی که برای حیات در سیاره ما حیاتی است.
تحقیقات آینده
با ایستادن در تلاقی شیمی و اخترفیزیک، چشم‌انداز تحقیقات آینده بسیار هیجان‌انگیز است. کار تیم هاروارد راه‌های جدیدی برای بررسی چگونگی نقش صاعقه در مراحل اولیه حیات در سیارات با محیط‌های آبی باز می‌کند.
آیا پدیده‌های الکتریکی مشابه می‌توانند واکنش‌های شیمیایی حیات‌زا را در جاهای دیگر جهان تحریک کنند؟
این سوالات توجه ما را از تمرکز واحد بر زمین به دید گسترده‌تری از پتانسیل حیات در سراسر کیهان می‌کشاند.
با ترکیب کار آزمایشگاهی با مشاهدات نجومی، به رمزگشایی یکی از عمیق‌ترین اسرار نزدیک می‌شویم: آیا ما در جهان تنها هستیم، یا حیات در گوشه‌های پنهان کهکشان ما رونق دارد؟
پیامدهای گسترده‌تر مطالعه
پیامدهای این تحقیق فراتر از تأملات نظری در مورد منشأ حیات است. درک مکانیسم‌هایی که توسط آن‌ها صاعقه با ترکیبات عنصری مختلف تعامل می‌کند، بینش‌های عمیقی در مورد شیمی سیاره‌ای به عنوان یک کل ارائه می‌دهد.
علاوه بر این، شرایط شبیه‌سازی شده در آزمایشگاه هاروارد می‌تواند به عنوان یک مدل برای راهنمایی اخترزیست‌شناسان در شناسایی سیاراتی که ممکن است فرایندهای مشابه حیات‌زا را دارا باشند، عمل کند.
با بررسی امضاهای شیمیایی در جوهای سیارات دوردست، دانشمندان می‌توانند به دنبال نشانه‌هایی از چنین تعاملات پرانرژی باشند که به پتانسیل حیات اشاره دارند.
در جهانی پر از امکانات، هر کشف از سیاره خودمان درک ما از مقاومت و سازگاری حیات را افزایش می‌دهد و مرزهای آنچه را که به عنوان محیط‌های قابل سکونت در نظر می‌گیریم، گسترش می‌دهد. با ادامه این تحقیقات، آن‌ها کنجکاوی فزاینده‌ای در مورد نقش ما در داستان کیهانی برمی‌انگیزند.
چرا این مطالعه اهمیت دارد
یافته‌های جذاب هاروارد فصل جدیدی الکتریکی به داستان منشأ حیات در زمین می‌افزایند.
تیم معتقد است که صاعقه‌هایی که از ابر به زمین می‌زنند، به نظر می‌رسد که در ایجاد اجزای اولیه برای حیات توانمندتر از شهاب‌سنگ‌ها، سیارک‌ها یا صاعقه‌های بین ابرها باشند.
“صاعقه‌های ابر به زمین می‌توانند غلظت‌های بالایی از مولکول‌های واکنش‌پذیر را به صورت محلی تولید کنند و منابع غذایی متنوعی برای ظهور و بقای حیات اولیه در سطح جهانی فراهم کنند”، نتیجه‌گیری کردند محققان.
این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
