Dzīvībai uz Zemes palīdzēja uzrasties viesi no kosmosa
Publicēts: 6.06.2013
Agrīnā Zeme nebija pārāk labvēlīga vide dzīvības dzimšanai. Jaunākie pētījumi atklāj, ka patiesībā Zemes dzīvības pirmsākumi ir meklējami kosmosā. Laurensa Livermūra Nacionālas laboratorijas (LLNL) zinātnieks Nirs Goldmans un Ontario Universitātes Tehnoloģiju institūta speciālists Īzaks Tamblins ir noskaidrojuši, ka ledainās komētas, kas sadūrās ar Zemi pirms vairākiem miljardiem gadu, varēja radīt dzīvībai nepieciešamās organiskās vielas, tai skaitā olbaltumvielu pamatblokus un DNS un RNS nukleotīdu bāzu pārus.
Komētās ir plašs klāsts dažādu vienkāršu molekulu, piemēram, ūdens, amonjaks, metanols un oglekļa dioksīds. Sadursmes brīdī izdalās iespaidīgs enerģijas apjoms, kas var veicināt sarežģītu organisko molekulu veidošanos.
"Organiskā materiāla daudzums, kuru uz Zemi nogādāja komētas Vēlīnās smagās bombardēšanas laikā, varēja sasniegt 10 triljonus kilogramu gadā. Šis daudzums daudzkārt pārsniedza to, kas pirms tam pastāvēja uz mūsu planētas," skaidroja Goldmans.
Goldmana agrākajos pētījumos tika izmantoti ļoti jaudīgi skaitļošanas modeļi, kas varēja reģistrēt 10 līdz 30 pikosekundes garu komētas sadursmes ar Zemi ainu. Jaunākajā pētījumā tika izmantoti LLNL superdatori Rzcereal un Aztec, tādejādi daudz efektīvāk izmantojot skaitļošanas jaudu. Tas ļāva reģistrēt simtiem pikosekunžu garus komētas sadursmes simulācijas notikumus.
"Tā rezultātā mēs varam novērot atšķirīgu un daudz plašāku ogļūdeņražu ķīmisko produktu diapazonu, kas sadursmes brīdī varēja reaģēt un izveidot organiskās vielas, kuras veicināja dzīvības rašanos," teica Goldmans.
Komētu izmērs ir ļoti dažāds. To diametrs var būt gan pāris kilometri, gan vairāki desmiti kilometru. Lielu komētu gadījumā, tām brāžoties cauri Zemes atmosfērai, ārējais slānis uzkarst, bet iekšējie saglabājas auksti. Sadursmes brīdī rodas triecienvilnis, kas komētas dzīlēs var radīt lielu spiedienu un augstu temperatūru, kas var ietekmēt komētā notiekošās ķīmiskās reakcijas, pirms šīs vielas saskaras ar planētas vidi. Slīpākas trajektorijas gadījumā, kā liecina datormodeļi, varēja izveidoties organiskajai sintēzei labvēlīgi termodinamiskie apstākļi. Šo procesu rezultātā uz Zemes varēja tikt nogādāts iespaidīgs daudzums organisko vielu.
Zinātnieku grupa noskaidroja, ka aptuveni 360 000 atmosfēru lielā spiedienā un 2800 K grādu augstā temperatūrā ar oglekļa dioksīdu bagātā ledū veidojas virkne slāpekli saturošu heterociklisko moeluku, kas atdziestot pārveidojas par aromātiskajiem ogļūdeņražiem, kuriem raksturīga vismaz viena funkcionālā grupa. Tie tiek uzskatīti par DNS un RNS bāzu pāru priekštečiem.
Savukārt vēl augstāka spiediena (480 000 līdz 600 000 atmosfēras) un temperatūras (3700 līdz 4800 K) apstākļos tika sintezētas tādas molekulas kā metāns, formaldehīds, kā arī dažādas garas ķēdes oglekļa molekulas, kuras tiek uzskatītas pa aminoskābju un kompleksas organiskās sintēzes priekštečiem.
"Komētu sadursmēs ar Zemi varēja veidoties prebiotiskās molekulas, nenodrošinot īpašus apstākļus, piemēram, katalizatoru klātbūtni, ultravioletā starojuma esamību," paskaidorja Goldmans. "Iegūtie dati ir ļoti svarīgi, lai izprastu sadursmju nozīmi dzīvībai nepieciešamo sastāvdaļu veidošanā gan uz Zemes, gan citām planētām."
Lawrence Livermore National Laboratory
Komentāri
