Asteroit Etkileri Erken Yaşam Koşullarını Nasıl Yarattı?

Modern bilimin en büyük gizemlerinden biri, Dünya’daki yaşamın nasıl başladığıdır. Bilim adamları, Dünya’nın yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluştuğuna ve yaşamın birkaç yüz milyon yıl sonra Hadean eon olarak bilinen bir dönemde ortaya çıktığına inanıyor. Ancak bunun tam olarak nasıl olduğu büyük tartışma konusu.

Yaygın olarak savunulan bir teori, Dünya’nın sürfaktan molekül kümeleri içinde kapsüllenmiş ribonükleik asit oluşumunu katalize eden bir prebiyotik çorba ile kaplı olduğudur. Bu kümeler sonunda protohücreleri oluşturdu ve bu kimyasal torbalar da ilk yaşayan hücreler oldu.

Ama şeytan ayrıntıda gizlidir. Ribonükleik asidin sentezi, yalnızca belirli koşullarda oluşabilen hidrojen siyanür, siyanoasetilen ve siyanojen gibi çeşitli nitril öncü molekülleri gerektirir.

Hayatın Yapı Taşları

Ancak sorun şu: Hadean atmosferinde nitril oluşumu için koşullar henüz olgunlaşmamıştı. Peki bu moleküller yaşamı desteklemek için gereken miktarda nasıl oluşmuş olabilir?

Şimdi Seattle’daki Washington Üniversitesi’nden Nicholas Wogan’ın ve erken asteroit çarpmalarının nitrillerin oluşması için gerekli koşulları tam olarak yarattığını söyleyen meslektaşlarının çalışmaları sayesinde bir cevabımız var. Wogan ve arkadaşlarının en önemli atılımı, bir çarpışmadan sonra Hadean atmosferini daha önce mümkün olandan daha ayrıntılı bir şekilde simüle etmektir. Gerçekten de, onların sonuçları, çarpma sonrası koşullarda, nitrillerin gökten yağarak tam olarak yaşam için olgunlaşmış bir tür prebiyotik çorba yaratacağını gösteriyor.

Wogan ve arkadaşları, Hadean atmosferindeki koşulları ve yaklaşık İrlanda büyüklüğünde, demir açısından zengin büyük bir asteroidle çarpışmanın ardından bu koşulların nasıl değiştiğini simüle ederek başlıyor. “Günler içinde, büyük bir asteroit çarpması, Hadean Dünyasını küresel, ∼2000 K kaya ve demir buharı atmosferiyle terk edecek, demir çarpma tertibatının çekirdeğinden türetilecek” diyorlar.

Bu çarpmanın ısısı, Dünya yüzeyindeki herhangi bir sıvı suyu buharlaştırır ve bu, hidrojen ve demir oksit üretmek için demir ile reaksiyona girer. Önümüzdeki birkaç bin yıl boyunca, hidrojen ayrıca atmosferik karbondioksit ile birleşerek metan oluşturur. Sonra, Dünya soğudukça, bu bileşenlerin çoğu, önce demir, sonra buhar vb. yüzeye yağar.

Daha önceki simülasyonlardan çok şey biliniyordu, ancak bu kimyasal açıdan zengin atmosferde güneş ışığı tarafından uyarılan reaksiyonlar da önemli. Wogan ve ortaklarının modelinin güzelliği, bu fotokimyayı da simüle etmesi, örneğin metan, hidrojen ve nitrojenin fotokimyasının nasıl hidrojen siyanür ve yaşam için gerekli olan çok çeşitli diğer nitrilleri ürettiğini göstermesidir. Üstelik bunlar atmosferde milyonlarca yıl kalır ve bu süre boyunca yüzeye yağar.

Kaya Etkisi

Elbette bunların hiçbiri yaşamı tetiklemeye yetmiyor. Gerçekten de, Wogan ve ortaklarının simülasyon dönemi boyunca sıcaklık çok fazla sıcaktır.

Bunun yerine, nitrillerin bu dönemde kristaller ve tuzlar şeklinde stoklandığını söylüyorlar, bu süreç onları daha sonra Dünya soğuduğunda kullanılabilir hale getirdi. Ancak bu stoklama sürecinin ayrıntılarının daha kapsamlı bir şekilde araştırılması gerekiyor. Wogan ve arkadaşları, “Prebiyotik nitrilleri darbe sonrası koşullarda stoklamanın fizibilitesi, daha fazla jeokimyasal modelleme ve deneyler gerektiriyor” diye itiraf ediyor.

Bu ilginç bir çalışma, yaşamın evrimleşmesinden önceki zamanda bile erken Dünya’daki koşulları anlamak için kimyasal modellemenin ne kadar karmaşık olması gerektiğini ortaya koyuyor. Ayrıca, asteroit etkilerinin Dünya üzerindeki değişen rolünü de ortaya koyuyor. Bugün, Dünya’daki yaşamı sona erdirme potansiyelinden dolayı asteroit çarpmalarından korkuluyor, ancak Hadean döneminde aslında yaşamı mümkün kılan koşulları yarattılar.

Zaman nasıl değişir!

Ref: Erken Dünya Üzerindeki Büyük Etkilerden Sonra Atmosferdeki Yaşam Moleküllerinin Kökeni : arxiv.org/abs/2307.09761