Νέα μελέτη αμφισβητεί ότι οι κομήτες δημιούργησαν τη ζωή στη Γη

Η διαδεδομένη θεωρία ότι οι κομήτες διαδραμάτισαν καθοριστικό ρόλο στην απαρχή της ζωής στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια ενδέχεται να μην ευσταθεί, σύμφωνα με νέες προσομοιώσεις σε υπολογιστή που αμφισβητούν επιστημονικές παραδοχές δεκαετιών.

Τα ευρήματα, σύμφωνα με το CNN, δείχνουν ότι τα εύθραυστα οργανικά μόρια που υποτίθεται ότι μετέφεραν τα παγωμένα αυτά ουράνια σώματα θα είχαν καταστραφεί κατά την πρόσκρουση στη Γη, ανατρέποντας μια εδραιωμένη θεωρία για την προέλευση της ζωής, η οποία χρονολογείται τουλάχιστον από το 1961.

Η ευρύτερη ιδέα ότι τα συστατικά της ζωής έφτασαν στη Γη από το Διάστημα, γνωστή ως πανσπερμία, είναι ακόμη παλαιότερη και είχε διατυπωθεί επιστημονικά ήδη από το 1908.

Η ζωή στη Γη προϋποθέτει την ύπαρξη σύνθετων οργανικών μορίων, ωστόσο παραμένει ασαφές αν ο πρώιμος πλανήτης μας διέθετε επαρκείς ποσότητες από τις πρώτες ύλες που ήταν απαραίτητες για την προβιοτική χημεία — δηλαδή τις χημικές αντιδράσεις που παράγουν τα δομικά συστατικά της ζωής.

Οι κομήτες αποτελούνται από σκόνη και πάγο, είναι όμως γνωστό ότι περιέχουν και οργανική ύλη. Αυτή η σύνθεση, που τους έχει χαρίσει το προσωνύμιο «βρώμικες χιονόμπαλες», οδήγησε τους επιστήμονες στην υπόθεση ότι θα μπορούσαν να έχουν μεταφέρει και εναποθέσει νερό και οργανικά μόρια στην επιφάνεια της Γης.

Στα πρώτα στάδια της ιστορίας της — πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια — η Γη ενδέχεται να πέρασε μια περίοδο έντονου βομβαρδισμού από περισσότερους από 100.000 κομήτες διαμέτρου άνω των 100 μέτρων, σύμφωνα με τη νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο επιστημονικό περιοδικό Scientific Reports. Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις προσκρούσεις ήταν τόσο ισχυρές, ώστε τα μόρια που θα μπορούσαν να συμβάλουν στην απαρχή της ζωής δεν ήταν δυνατό να επιβιώσουν.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τα πιο σύγχρονα μοντέλα σχηματισμού και εξέλιξης των κομητών, πραγματοποιώντας 100.000 προσομοιώσεις αυτής της πρώιμης περιόδου της Γης.

«Με βάση όσα γνωρίζουμε για τις συνθήκες που επικρατούσαν στην επιφάνεια της πρώιμης Γης, οι προσομοιώσεις μας έδειξαν ότι, κατά μέσο όρο, δεν υπήρξε καμία επιτυχής πρόσκρουση», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Ρίτσαρντ Άνσλοου, ο οποίος πραγματοποίησε την έρευνα ενώ εκπονούσε τη διδακτορική του διατριβή στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Οι κομήτες περιείχαν μεγάλες συγκεντρώσεις βασικών μορίων που είναι απαραίτητα για τη ζωή, ωστόσο οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι κινούνταν με υπερβολικά υψηλές ταχύτητες ώστε να μπορέσουν να τα εναποθέσουν χωρίς να καταστραφούν.

«Οι συνήθεις ταχύτητες με τις οποίες αυτοί οι κομήτες προσέκρουαν στη Γη σήμαιναν ότι στην πραγματικότητα πολύ λίγοι, αν όχι κανένας, θα μπορούσαν να παραδώσουν άθικτα οργανικά μόρια. Επομένως, οι κομήτες φαίνεται τελικά ότι δεν ήταν τόσο χρήσιμοι για την προβιοτική χημεία όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα», δήλωσε ο Άνσλοου.

Πιο συγκεκριμένα, στο 54% των προσομοιώσεων δεν σημειώθηκε καμία πρόσκρουση, ενώ στο υπόλοιπο 46% καταγράφηκε τουλάχιστον μία. Σε μια «ελάχιστη μειοψηφία» των περιπτώσεων σημειώθηκαν έως και τρεις συγκρούσεις, σύμφωνα με τον Άνσλοου.

«Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε με βεβαιότητα ότι δεν υπήρξε ποτέ κάποια επιτυχής πρόσκρουση — θα μπορούσε να είχε συμβεί κάποια από αυτές τις εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις», σημείωσε. Ωστόσο, για να συμβεί κάτι τέτοιο θα έπρεπε η πρόσκρουση να γίνει στην «ιδανική τοποθεσία», η οποία θα πληρούσε ήδη αρκετές κρίσιμες προϋποθέσεις, μεταξύ των οποίων η παρουσία υγρού νερού και άλλων χημικών ουσιών απαραίτητων για την υποστήριξη της ζωής.

Ο συνδυασμός όλων αυτών των παραγόντων καθιστά συνολικά ένα τέτοιο σενάριο μάλλον απίθανο, πρόσθεσε.

Εναλλακτικές εξηγήσεις

Η μελέτη επικεντρώνεται σε μια φυσικά απαντώμενη χημική ουσία, το υδροκυάνιο ή HCN, έναν σημαντικό πρόδρομο παράγοντα της προβιοτικής χημείας, ο οποίος έχει εντοπιστεί σε δεκάδες κομήτες, μεταξύ των οποίων οι γνωστοί κομήτες του Χάλεϊ και Hale-Bopp.

Αποτελούμενο από υδρογόνο, άνθρακα και άζωτο, το HCN μπορεί, όταν συνδυαστεί με νερό, να οδηγήσει στον σχηματισμό αμινοξέων — των μορίων που αποτελούν τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών. Προηγούμενες μελέτες έχουν επίσης αναδείξει το HCN ως πιθανό βασικό συστατικό για την προέλευση της ζωής στη Γη.

«Όταν οι κομήτες προσκρούουν στη Γη, υφίστανται ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις, και πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι πολλά από αυτά τα πρόδρομα μόρια μπορούν να καταστραφούν εξαιτίας αυτών των υψηλών πιέσεων και θερμοκρασιών, καθώς και από τις επακόλουθες προσκρούσεις», δήλωσε ο Άνσλοου.

Οι συγγραφείς της μελέτης υποστηρίζουν ότι, ακόμη κι αν είχε σημειωθεί κάποια επιτυχής πρόσκρουση, είναι απίθανο να είχε μεταφέρει τη συγκεκριμένη χημική ουσία σε χρήσιμη συγκέντρωση. Στην περίπτωση, μάλιστα, που η πρόσκρουση είχε γίνει σε ωκεανό, το υδροκυάνιο θα είχε διαλυθεί πολύ γρήγορα.

Για να δημιουργηθούν οι κατάλληλες συνθήκες ώστε να ξεκινήσει η προβιοτική χημεία, απαιτούνται και πολλά άλλα πρόδρομα μόρια, όπως ενώσεις που περιέχουν φώσφορο και θείο. Ωστόσο, όπως σημείωσε ο Άνσλοου, αυτές οι ουσίες δεν εντοπίζονται συστηματικά στους κομήτες.

«Οι κομήτες είναι πολύ αποτελεσματικοί στη μεταφορά υδροκυανίου, όμως, από τη στιγμή που το σημείο πρόσκρουσης ενός κομήτη στη Γη είναι τυχαίο, δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι ακριβώς στο ίδιο σημείο θα υπάρχουν και όλα τα υπόλοιπα συστατικά που απαιτούνται για αυτή τη χημεία», εξήγησε.

Αν τελικά οι κομήτες δεν ήταν εκείνοι που μετέφεραν στη Γη τα δομικά συστατικά της ζωής, ο Άνσλοου επισημαίνει ότι υπάρχουν αρκετές άλλες υποσχόμενες κατευθύνσεις έρευνας.

Μία από τις παλαιότερες ανταγωνιστικές θεωρίες υποστηρίζει ότι η αρχέγονη «σούπα» της Γης θα μπορούσε να έχει συνθέσει από μόνη της τα μόρια που ήταν απαραίτητα για την εμφάνιση της ζωής.

Μια άλλη πιθανή κοσμική πηγή οργανικής ύλης θα μπορούσαν να ήταν οι αστεροειδείς, οι οποίοι συνήθως προσέκρουαν στη Γη με μικρότερες ταχύτητες και σε μεγαλύτερους αριθμούς.

Ο Άνσλοου παρέπεμψε σε πρόσφατα ευρήματα από δείγματα των αστεροειδών Bennu και Ryugu, στα οποία έχουν εντοπιστεί τα περισσότερα από τα αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πρωτεϊνών.

Η νέα μελέτη ανοίγει και ένα ακόμη ενδιαφέρον ενδεχόμενο: μπορεί η Γη να μην είχε τις κατάλληλες συνθήκες ώστε το υδροκυάνιο από τις προσκρούσεις κομητών να επιβιώσει, όμως ο αρχαίος Άρης ίσως ήταν πολύ πιο ευνοϊκός.

«Επειδή ο Άρης είναι πολύ μικρότερος από τη Γη και βρίσκεται πιο μακριά από τον Ήλιο, η συνήθης ταχύτητα με την οποία προσκρούουν οι κομήτες στην επιφάνειά του είναι πολύ χαμηλότερη. Έτσι, ενώ στη Γη οι προσκρούσεις αυτές κατέστρεφαν το μεγαλύτερο μέρος του HCN, στον Άρη αυτό δεν συνέβαινε στον ίδιο βαθμό», εξήγησε ο Άνσλοου.

Η υπόθεση αυτή προσθέτει μια ακόμη διάσταση στο διαχρονικό ερώτημα για το αν ο Κόκκινος Πλανήτης φιλοξένησε κάποτε ζωή.

«Είναι απλώς μία ακόμη οπτική που αξίζει να έχουμε κατά νου, καθώς προσπαθούμε να κατανοήσουμε καλύτερα την πρώιμη εξέλιξη του Άρη», δήλωσε ο Άνσλοου.

Η θεωρία για τους κομήτες ίσως δεν έχει καταρριφθεί οριστικά

Παρότι οι συγγραφείς της μελέτης εξέτασαν αναλυτικά κατά πόσο το HCN θα μπορούσε να επιβιώσει από την πρόσκρουση ενός κομήτη, η χημική αυτή ουσία ενδέχεται να είχε υποστεί αντιδράσεις πριν ακόμη τα παγωμένα ουράνια σώματα εισέλθουν στην ατμόσφαιρα της Γης, σύμφωνα με την Κουίνι Τσαν, αναπληρώτρια καθηγήτρια Επιστημών της Γης στο Royal Holloway του Πανεπιστημίου του Λονδίνου, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Μια τέτοια διαδικασία θα μπορούσε να είχε οδηγήσει στον σχηματισμό βιολογικά σημαντικών ενώσεων, όπως τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών, οι οποίες είναι λιγότερο πτητικές και συνεπώς έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να επιβιώσουν.

«Επομένως, το γεγονός ότι η μεταφορά άθικτου HCN φαίνεται να ήταν αναποτελεσματική δεν αποκλείει πλήρως το ενδεχόμενο οι κομήτες να συνέβαλαν στην τροφοδότηση της πρώιμης Γης με άλλες σημαντικές οργανικές ενώσεις, πριν από την εμφάνιση της ζωής», ανέφερε η Τσαν σε μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

Η Νικόλ Ζέλνερ, καθηγήτρια Φυσικής στο Albion College του Μίσιγκαν, ανέφερε σε email ότι τα ευρήματα δεν την εξέπληξαν. Αν και και η ίδια διστάζει να αποκλείσει εντελώς το ενδεχόμενο οι κομήτες να συνέβαλαν στην εμφάνιση της ζωής, αναγνώρισε ότι «οι συγγραφείς της μελέτης έθεσαν σαφώς ορισμένα πολύ χρήσιμα όρια ως προς το πόσο πιθανό είναι αυτό το σενάριο».