Η ζωή στη Γη μπορεί να προήλθε από το χάος των ηφαιστειακών κεραυνών: ScienceAlert

By | February 10, 2024

Το χάος των κεραυνών που χτυπούν στον ουρανό πιστεύεται ότι παίζει βασικό ρόλο στην απελευθέρωση στοιχείων όπως ο φώσφορος, καθιστώντας τον πιο προσιτό στην ακμάζουσα ζωή στην αρχαία Γη.

Τώρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν γεωλογικά στοιχεία ότι οι εκκενώσεις κεραυνών που σχετίζονται με ηφαιστειακά γεγονότα μπορεί επίσης να έπαιξαν ρόλο στη στερέωση του αζώτου, καθιστώντας το διαθέσιμο για βιολογικές διεργασίες.

Δεδομένου ότι η Γη πιστεύεται ότι ήταν πολύ πιο ηφαιστειακά ασταθής κατά τα νεότερα χρόνια της, η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι ο αχαλίνωτος ηφαιστειισμός θα μπορούσε να είναι κρίσιμος για την εμφάνιση της ζωής όπως τη γνωρίζουμε.

«Για πρώτη φορά, σημαντικές ποσότητες νιτρικών αλάτων έχουν ανακαλυφθεί σε ηφαιστειακές αποθέσεις από πολύ μεγάλες εκρηκτικές εκρήξεις», γράφει μια ομάδα με επικεφαλής τη γεωεπιστήμονα Adeline Aroskay του Πανεπιστημίου της Σορβόννης.

«Αυτά τα ευρήματα παρέχουν γεωλογική υποστήριξη για τον μοναδικό ρόλο που διαδραματίζουν οι υποαέριες εκρηκτικές εκρήξεις σε διαδικασίες έντασης ενέργειας, οι οποίες ήταν απαραίτητες για την παροχή των δομικών στοιχείων για τη ζωή όταν εμφανίστηκε στη Γη».

frameborder=”0″allow=”accelerometer; αυτόματη αναπαραγωγή? εγγραφή στο πρόχειρο. κρυπτογραφημένα μέσα. γυροσκόπιο; εικόνα σε εικόνα? κοινή χρήση ιστού” επιτρέπει την πλήρη οθόνη>

Κάπως, όταν η Γη ήταν νέα και άγρια, οι διεργασίες στον πλανήτη μας μετέτρεψαν ένα μείγμα συστατικών στα στοιχεία που απαιτούνται για την επανεκκίνηση της ζωής. Ένα από τα πράγματα που χρειάζεται η ζωή είναι το άζωτο, ένα απαραίτητο θρεπτικό συστατικό για την οικοδόμηση πραγμάτων όπως πρωτεΐνες, αμινοξέα και νουκλεϊκά οξέα.

Η Γη είναι γεμάτη άζωτο. περίπου το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιρας αποτελείται από αυτές τις ουσίες. Αλλά η βιολογία δεν μπορεί να το έχει πρόσβαση στην ατμοσφαιρική μορφή του μοριακού αζώτου, ή Ν.2; Τα άτομα αζώτου πρέπει να διαχωριστούν και να συνδεθούν με άλλα άτομα για να σχηματίσουν πιο αντιδραστικές ενώσεις, όπως νιτρικά άλατα ή αμμωνία.

Τώρα που υπάρχει ζωή, βιολογικές διεργασίες όπως αυτές των μικροβίων που ζουν στις ρίζες των φυτών μπορούν να επιταχύνουν τη διαδικασία. Οι ανθρώπινες βιομηχανικές τεχνικές μπορούν επίσης να αντλούν άζωτο και να εξάγουν ενώσεις όπως η αμμωνία μέσω της φόρτισης της δεξαμενής.

Αλλά πριν υπάρξει ζωή, ήταν απαραίτητη μια μη βιολογική διαδικασία για να ξαναρχίσει η δέσμευση αζώτου. Και εδώ μπαίνει ο ηλεκτρισμός – ο κεραυνός. Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορούν να δεσμεύσουν το άζωτο, όπως καθιερώθηκε για πρώτη φορά το 1784.

Και επειδή οι αστραπές είναι πανταχού παρόντες κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων, που προκαλούνται από τα τεράστια σύννεφα τέφρας, οι επιστήμονες σκέφτηκαν ότι οι ηφαιστειακές αστραπές μπορεί να έπαιξαν ρόλο στην ενεργοποίηση του κύκλου του αζώτου πριν από την εξέλιξη της ζωής.

Πειραματικές μελέτες έχουν δείξει ότι αυτό είναι δυνατό, αλλά οι γεωλογικές ενδείξεις δέσμευσης αζώτου που προκύπτει από αυτή τη διαδικασία είναι σπάνιες στο πεδίο.

Ο Aroskay και η ομάδα του βρήκαν αυτά τα στοιχεία, με τη μορφή νιτρικών ενσωματωμένων σε αρχαίες ηφαιστειακές αποθέσεις. Συνέλεξαν δείγματα από μια σειρά ηφαιστειακών κοιτασμάτων από εκρηκτικές εκρήξεις στην Τουρκία και το Περού, που έλαβαν χώρα μεταξύ 1,6 και 20 εκατομμυρίων ετών, και αναζήτησαν ειδικά για νιτρικά άλατα, τα οποία είναι το τελικό προϊόν της οξείδωσης του αζώτου.

Βρήκαν σημαντικές συγκεντρώσεις νιτρικών αλάτων σε όλες τις δειγματοληπτικές αποθέσεις, με χαρακτηριστικά που δείχνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος τους είχε σχηματιστεί κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτό ήταν αξιοσημείωτο.

Δείξαν επίσης νεότερα ηφαιστειακά κοιτάσματα, ηλικίας περίπου 75.000 έως 55.000 ετών, από λιγότερο εκρηκτικές εκρήξεις. και εκεί βρήκαν νιτρικά άλατα.

Δεν υπήρχε συσχέτιση μεταξύ της ηλικίας του κοιτάσματος και της συγκέντρωσης των νιτρικών αλάτων, πράγμα που σημαίνει, σύμφωνα με τους ερευνητές, ότι η εναπόθεση ενώσεων δεν είναι αποτέλεσμα σταδιακών διεργασιών που συμβαίνουν σε μεγάλες χρονικές περιόδους. Τα νιτρικά άλατα απορρίπτονται μονομιάς στο ηφαιστειακό βράχο.

Οι συγκεντρώσεις θείου και χλωρίου στα κοιτάσματα ήταν επίσης σύμφωνες με ηφαιστειακή προέλευση. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι ο ηφαιστειακός κεραυνός μπορεί να σταθεροποιήσει το άζωτο σε ποσότητες αρκετά μεγάλες ώστε να παίξουν ρόλο στην εμφάνιση της ζωής.

Και θα μπορούσε να μας δώσει ένα εργαλείο για να ερμηνεύσουμε άλλα κοιτάσματα νιτρικών αλάτων σε όλο τον κόσμο. Στην έρημο Ατακάμα, για παράδειγμα, η παρουσία νιτρικών αλάτων αποδόθηκε στην ατμοσφαιρική εναπόθεση επειδή θεωρήθηκε ότι οι αναλογίες ισοτόπων οξυγόνου δεν ήταν δυνατές με τις ηφαιστειακές αποθέσεις. Τα ευρήματα της ομάδας δείχνουν ότι αυτές οι συνδέσεις είναι δυνατές κατά τη διάρκεια μεγάλων εκρηκτικών γεγονότων.

«Η ανακάλυψη νιτρικών αλάτων σε ηφαιστειακά κοιτάσματα καθιστά αυτό το πρώτο πεδίο πεδίου και γεωλογικό αρχείο δέσμευσης αζώτου από ηφαιστειακό κεραυνό, το οποίο μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις», γράφουν οι ερευνητές.

“Υπολογίζουμε ότι κατά μέσο όρο, περίπου 60 teragrams αζώτου μπορούν να σταθεροποιηθούν κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου εκρηκτικού γεγονότος. Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν έναν μοναδικό ρόλο που δυνητικά διαδραματίζουν οι υποαέριες εκρηκτικές εκρήξεις στην παροχή βασικών συστατικών για την εμφάνιση ζωής στη Γη.”

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *