سنگ‌بنای حیات چگونه وارد سیاره‌مان شد؟

امیررضا کامکار ۲۸ بهمن ۱۳۹۷ | ۲۰:۱۴ ۲۹ بهمن ۱۳۹۷ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۲ دقیقه

شکل‌گیری حیات فرآیند پیچیده‌ای است که نیاز به شرایط و عناصر متعدد و مختلفی دارد. حتی در صورت وجود این پیش‌نیازها شاید تضمینی برای شکل‌گیری حیات نباشد. تا به امروز هم جز زمین نشانی از موجودات زنده را در مکان دیگری ندیده‌ایم. بنابراین بررسی چگونگی تشکیل حیات در زمین از مهم‌ترین موارد پژوهش متخصصان این زمینه است.

فرضیه‌های مختلفی درباره‌ی فرآیند ورود عناصر لازم برای شکل‌گیزی حیات در زمین ارائه شده است. عناصری مانند کربن، نیتروژن و گوگرد که جزء عناصر اصلی برای شکل‌گیری حیات (حداقل از نوعی که ما می‌شناسیم) هستند. اما مشکل این جاست که می‌دانیم این عناصر در ابتدای شکل‌گیری زمین در سیاره‌مان وجود نداشته‌اند. حال گروهی از دانشمندان در پژوهشی جدید به این نتیجه رسیده‌اند که احتمالا برخورد یک سیاره به زمین باعث ورود این عناصر به سیاره‌مان شده است.

پژوهشگران دانشگاه رایس (Rice University) در مقاله‌شان به این موضوع پرداخته‌اند که احتمالا این عناصر در اثر برخورد زمین با جرمی در اندازه‌ی مریخ به زمین راه پیدا کرده‌اند. اتفاقی که بر اساس پژوهش‌های دیگر به احتمال زیاد دلیل شکل‌گیری ماه نیز بوده است.

زمین حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش و در ابتدای شکل‌گیری‌اش سوپی جوشان از مواد مختلف بوده است. در چنین شرایطی عناصری که پیشتر به آن‌ها اشاره شد به سرعت تبخیر می‌شدند. بنابراین برای شکل‌گیری حیات در زمین این عناصر باید به شکلی به زمین منتقل شده باشند.

یکی از ایده‌ها درباره‌ی چگونگی راه یافتن این مواد به زمین برخورد سنگ‌های آسمانی با سیاره‌مان است. اما این ایده به طور دقیق جوابگوی مشاهدات ما نیست. نسبت کربن به نیتروژن در این نوع از سنگ‌های آسمانی بیست به یک است. اما این نسبت در زمین (مجموع گوشته، پوسته، اقیانوس‌ها و جو) متفاوت است. این مسئله باعث شده تا پژوهشگران ایده‌های دیگری را نیز در این زمین مطرح کنند.

پژوهشگران برای بررسی این مورد شرایط زمین در دوران ابتدایی شکل‌گیری‌اش را در آزمایشگاه بازسازی کردند. در این آزمایش‌ها رفتار کربن، نیتروژن و گوگرد در شرایط مشابه زمان شکل‌گیری زمین بررسی شد.

در مرحله‌ی بعد و با داده‌هایی که از آزمایش‌ها حاصل شد پژوهشگران شروع به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری کردند. این گروه تحقیقاتی حدود یک میلیارد سناریو مختلف را در نظر گرفتند. در این شبیه‌سازی‌ها ویژگی‌های مختلفی برای جرم برخوردی در نظر گرفته شد و جرم برخوردی در سناریوهای مختلف با اندازه‌ها و ترکیبات مختلفی وارد شبیه‌سازی‌ها شد. هدف از این کار تطابق دادن نتایج شبیه‌سازی با شرایط فعلی زمین بود. در نهایت نتیجه‌ این بود که احتمالا برخورد جرمی سیاره‌ای با اندازه‌ای در حدود مریخ پای این عناصر را به زمین باز کرده است. درست مشابه اتفاقی که در فرضیات مربوط به چگونگی شکل‌گیری ماه نیز به آن اشاره می‌شود.

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند برخورد این جرم با زمین زمانی انجام شده که زمین ۹۰ درصد جرم کنونی‌اش را داشته است. بر اساس این فرضیه پس از برخورد بخش‌هایی از زمین با جرم برخوردی ادغام و ترکیب و در نهایت ترکیبات و جرم کنونی زمین حاصل شده است.

اما مانند هر فرضیه‌ی جدیدی این فرضیه نیز مخالفانی دارد. یکی از متخصصانی که در این پژوهش مسئولیتی نداشته عقیده دارد زمین فرصت‌های فراوان دیگری نیز داشته تا عناصر مختلف را جذب کند و ممکن است مواد مختلف بر اثر چند برخورد جداگانه به زمین راه پیدا کرده باشند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از برخورد جرمی سیاره‌ای با زمین در مراحل ابتدایی شکل‌گیری زمین.

منبع: Sky & Telescope

برچسب‌ها :
دیدگاه شما