Cometele și originea vieții: ce arată noile simulări

O ipoteză științifică discutată de peste șase decenii despre apariția vieții pe Pământ este contestată de un nou studiu. Cercetătorii au realizat 100.000 de simulări pe calculator pentru a afla dacă, în urmă cu miliarde de ani, cometele au putut aduce pe planeta noastră moleculele organice necesare apariției vieții. Rezultatele sunt surprinzătoare: majoritatea impacturilor ar fi distrus aceste substanțe din cauza vitezei și temperaturilor extreme, iar șansele ca ele să fi ajuns în concentrații suficiente au fost foarte mici.

Cometele ar fi putut aduce ingredientele vieții pe Pământ. De ce a fost contestată această teorie

Timp de mai multe decenii, oamenii de știință au luat în considerare posibilitatea ca o parte dintre ingredientele necesare apariției vieții pe Pământ să fi venit din spațiu, transportate de comete și asteroizi.

Ipoteza a pornit de la compoziția acestor corpuri cerești. Cometele sunt alcătuite în principal din gheață și praf, dar conțin și diferite substanțe organice, inclusiv molecule care ar putea participa la reacțiile chimice necesare apariției vieții.

Din acest motiv, ele au fost supranumite „bulgări de zăpadă murdară”.

Ideea că obiectele cosmice ar fi putut furniza materii prime pentru dezvoltarea vieții pe Pământ este discutată în literatura științifică cel puțin din 1961. Ipoteza mai largă potrivit căreia ingredientele vieții ar putea proveni din spațiu este și mai veche, fiind formulată în lucrări științifice încă din 1908.

Argumentul cercetătorilor era simplu: în perioada timpurie a existenței Pământului, planeta a fost lovită de numeroase corpuri cerești, iar unele dintre acestea ar fi putut transporta apă și molecule organice care nu existau în cantități suficiente pe suprafața terestră.

Odată ajunse într-un mediu potrivit, aceste substanțe ar fi putut participa la reacții chimice complexe, contribuind la apariția primelor forme de viață.

Noua cercetare pune însă sub semnul întrebării eficiența acestui mecanism. Problema nu este neapărat că respectivele molecule nu existau în comete, ci că ele ar fi avut șanse foarte mici să supraviețuiască unei coliziuni cu Pământul.

Ce au descoperit cercetătorii de la Universitatea Cambridge

Studiul se numește „Cometary impacts an unlikely pathway towards the origins of life on Earth” și a fost publicat pe 28 octombrie 2026 în revista științifică Scientific Reports.

Cercetarea a fost realizată de o echipă condusă de Richard J. Anslow, alături de Catriona H. McDonald, Amy Bonsor, Paul B. Rimmer și Auriol S. P. Rae.

Anslow a desfășurat această cercetare în timpul studiilor doctorale la Institutul de Astronomie al Universității Cambridge.

Specialiștii au combinat modele privind formarea și evoluția cometelor cu simulări ale trecerii acestora prin atmosfera terestră și ale impacturilor cu suprafața planetei.

Scopul a fost să afle câte dintre aceste corpuri cerești ar fi putut transporta și depune la suprafața Pământului o cantitate suficientă de molecule organice intacte pentru a susține reacțiile chimice premergătoare apariției vieții.

Rezultatele au pus sub semnul întrebării ideea că bombardamentul cu comete ar fi reprezentat o sursă importantă și constantă de materie primă pentru chimia prebiotică.

100.000 de simulări pe calculator și peste 100.000 de comete. Ce rezultate au obținut oamenii de știință

Pentru a reconstitui condițiile din perioada timpurie a Pământului, cercetătorii au realizat 100.000 de simulări ale istoriei bombardamentului cometar.

Este important de făcut o distincție: nu au fost simulate doar 100.000 de impacturi individuale, ci 100.000 de posibile istorii ale bombardamentului Pământului, fiecare reprezentând o variantă a evoluției coliziunilor în timp.

Potrivit estimărilor folosite în studiu, în perioada timpurie a existenței planetei, Pământul ar fi acumulat peste 100.000 de comete cu diametre mai mari de 100 de metri.

Cu toate acestea, numărul impacturilor capabile să transporte molecule organice în concentrații utile pentru chimia prebiotică a fost extrem de mic.

Rezultatele celor 100.000 de simulări au arătat că:

• În 54% dintre simulări nu a existat niciun impact care să livreze o concentrație relevantă de molecule organice.

• În celelalte 46% a fost înregistrat cel puțin un asemenea impact.

• Doar o proporție foarte mică dintre simulări a indicat până la trei impacturi reușite.

Cu alte cuvinte, chiar dacă numeroase comete au lovit Pământul în primele sale etape de existență, cele mai multe nu ar fi putut furniza cantități suficiente de substanțe organice intacte.

Cercetătorii au explicat că nu pot exclude complet posibilitatea unui impact excepțional, în care condițiile să fi fost perfecte pentru supraviețuirea moleculelor.

Totuși, o asemenea situație ar fi fost extrem de rară și ar fi necesitat nu doar o coliziune favorabilă, ci și existența unui mediu potrivit pentru continuarea reacțiilor chimice.

De ce viteza cometelor reprezintă principala problemă

Una dintre cele mai mari dificultăți este reprezentată de viteza cu care cometele se deplasează atunci când ajung în apropierea Pământului.

La impact, energia cinetică este transferată într-un interval foarte scurt către suprafața planetei. Acest proces produce temperaturi și presiuni extrem de ridicate, care pot distruge moleculele organice fragile.

În plus, atmosfera terestră acționează ca un filtru. Cometele mai mici pot fi fragmentate violent în timpul traversării acesteia, iar materialul pe care îl transportă se poate dispersa pe suprafețe foarte întinse.

Potrivit modelului utilizat de cercetători, cometele cu diametre sub aproximativ 100 de metri tind să se dezintegreze în atmosferă, prin explozii produse la altitudini mari.

Acest lucru reduce șansele ca substanțele transportate să ajungă concentrate într-un singur loc de pe suprafața Pământului.

Chiar și cometele suficient de mari pentru a traversa atmosfera pot întâmpina o altă problemă: viteza impactului poate fi atât de mare încât moleculele organice să fie distruse înainte de a putea participa la reacțiile chimice necesare apariției vieții.

Cianura de hidrogen, molecula care a stat în centrul noii cercetări

O atenție deosebită a fost acordată cianurii de hidrogen, cunoscută sub formula chimică HCN.

Este o moleculă formată din hidrogen, carbon și azot, identificată în zeci de comete, inclusiv în celebrele comete Halley și Hale-Bopp.

Deși este o substanță toxică pentru organismele actuale, HCN are un rol important în studiile privind originea vieții.

Motivul este capacitatea sa de a participa la reacții chimice complexe care pot produce componente esențiale pentru sistemele biologice.

În anumite condiții experimentale, concentrațiile ridicate de HCN pot contribui la formarea unor molecule precum zaharurile, lipidele, bazele nucleice și nucleotidele, componente importante pentru procesele biologice.

Cianura de hidrogen este considerată un precursor important pentru chimia prebiotică, adică totalitatea reacțiilor chimice care ar fi putut avea loc înainte de apariția primelor organisme vii.

Un avantaj al acestei molecule este legătura chimică puternică dintre carbon și azot, care îi oferă o rezistență relativ mai mare la temperaturile extreme decât altor substanțe organice mai complexe.

Tocmai de aceea, cercetătorii au ales HCN drept un indicator important: dacă nici măcar această moleculă relativ rezistentă nu putea supraviețui în cantități suficiente impacturilor cometare, șansele de supraviețuire pentru alți compuși organici mai fragili ar putea fi și mai mici.

Câtă cianură de hidrogen era necesară pentru apariția reacțiilor chimice

Studiul a folosit o concentrație minimă de aproximativ 10 milimoli pe litru, notată 10 mM, drept prag relevant pentru reacțiile chimice prebiotice analizate.

Cometele pot conține HCN în concentrații relativ mari, aproximativ 0,1% în raport cu apa din compoziția lor. În condiții favorabile, un asemenea conținut ar putea furniza concentrații locale de până la aproximativ 30 mM.

Problema este că moleculele nu ajung neapărat intacte la suprafața Pământului.

Cercetătorii au calculat că, dacă întreaga cantitate de HCN care ar fi supraviețuit impacturilor ar fi fost distribuită în volumul oceanelor terestre, concentrația maximă ar fi fost de aproximativ 0,75 micromoli pe litru.

Această valoare este de peste zece mii de ori mai mică decât concentrația de 10 mM utilizată drept reper pentru reacțiile chimice analizate.

Prin urmare, contribuția cometelor la rezerva globală de cianură de hidrogen ar fi fost foarte mică.

Nici măcar un impact reușit nu garanta apariția vieții

Chiar și atunci când o cometă ar fi reușit să transporte o cantitate suficientă de HCN, rămânea o altă problemă: concentrația moleculelor trebuia menținută într-un mediu potrivit.

Dacă impactul avea loc în ocean, substanțele care supraviețuiau se diluau rapid în cantități uriașe de apă.

Chiar și în cazul unei coliziuni pe uscat, apa din precipitații și din pânza freatică putea ajunge în craterul format și putea reduce concentrația moleculelor.

Cercetătorii estimează că această diluare putea avea loc într-un interval de numai câteva zile sau săptămâni.

În plus, cianura de hidrogen putea suferi reacții de hidroliză, care îi modificau compoziția chimică.

Pentru ca substanțele aduse de cometă să contribuie efectiv la apariția vieții, reacțiile prebiotice ar fi trebuit să se desfășoare într-un interval foarte scurt, înainte ca moleculele să fie diluate sau transformate.

Așadar, nu era suficient ca o cometă să lovească Pământul și să transporte HCN. Trebuiau îndeplinite simultan mai multe condiții: o anumită viteză, o traiectorie favorabilă, un impact pe uscat, suficientă apă și prezența altor substanțe necesare chimiei prebiotice.

Un detaliu surprinzător: cometele ar fi putut ajuta mai mult la apariția vieții pe Marte decât pe Pământ

Una dintre cele mai interesante concluzii ale studiului privește planeta Marte.

Cercetătorii au comparat modul în care cometele ar fi putut transporta molecule organice pe Pământ, Marte și Venus.

Rezultatele au arătat că planeta roșie ar fi avut condiții mai favorabile pentru supraviețuirea moleculelor organice în urma impacturilor cometare.

Explicația ține de dimensiunea planetei, gravitație și atmosferă.

Marte este mai mic decât Pământul și are o viteză de evadare gravitațională mai redusă. În plus, se află la o distanță mai mare de Soare.

În aceste condiții, cometele care ajungeau pe Marte puteau avea viteze de impact mai mici decât cele care loveau Pământul.

Atmosfera marțiană, mult mai rarefiată decât cea terestră, oferea și o rezistență mai redusă la trecerea corpurilor cerești.

Acest lucru însemna că un număr mai mare de comete ar fi putut ajunge la suprafața planetei fără să se dezintegreze complet.

Câte impacturi reușite au fost estimate pentru Marte, Pământ și Venus

În comparația realizată de cercetători, numărul estimat al impacturilor capabile să livreze concentrații de peste 10 mM de HCN a fost:

• Marte: aproximativ 744 de impacturi, cu o marjă de variație de 27.

• Pământ: aproximativ 87 de impacturi, cu o marjă de variație de 9.

• Venus: aproximativ 24 de impacturi, cu o marjă de variație de 5.

Aceste valori provin dintr-o comparație care nu ia în calcul disponibilitatea suprafețelor de uscat pe cele trei planete. Ele arată potențialul de supraviețuire a moleculelor în urma impacturilor, nu numărul efectiv de locuri în care ar fi putut apărea viața.

În cazul Pământului, introducerea în model a suprafețelor de uscat disponibile reduce considerabil rezultatul, până la o valoare mediană de zero impacturi reușite.

Marte a rămas însă planeta cu cele mai favorabile condiții în această comparație.

Cercetătorii precizează că rezultatul nu reprezintă o dovadă că viața a apărut pe Marte. Arată doar că, din perspectiva transportului cometar de molecule organice, planeta roșie ar fi putut avea un avantaj față de Pământ.

Ce alte explicații există pentru apariția vieții pe Pământ

Rezultatele cercetării nu oferă un răspuns definitiv la întrebarea privind originea vieții. Ele pun sub semnul întrebării doar una dintre explicațiile propuse de oamenii de știință: rolul important al cometelor în furnizarea moleculelor organice necesare apariției vieții.

Există și alte ipoteze care continuă să fie studiate.

Una dintre ele este teoria „supei primordiale”, potrivit căreia substanțele necesare ar fi putut fi produse chiar pe Pământ, prin reacții chimice desfășurate în atmosfera timpurie, în oceane sau în anumite medii geologice.

O altă posibilitate este ca o parte dintre ingredientele vieții să fi fost aduse de asteroizi, care au lovit planeta în număr mare și, în general, cu viteze diferite de cele ale cometelor analizate în noul studiu.

Ce au descoperit cercetătorii în probele aduse de pe asteroizii Bennu și Ryugu

Această posibilitate a câștigat interes după analiza probelor colectate de misiunile spațiale de pe asteroizii Bennu și Ryugu.

Aceste materiale conțin numeroși compuși organici, inclusiv aminoacizi, molecule importante pentru construirea proteinelor.

Descoperirile arată că asteroizii pot transporta substanțe relevante pentru chimia prebiotică și că asemenea compuși pot supraviețui în spațiu pentru perioade foarte lungi.

În plus, asteroizii carbonacei reprezintă o categorie importantă de corpuri cerești bogate în carbon și substanțe organice, fiind considerați o posibilă sursă pentru ingredientele chimice ale vieții.

O altă variantă este producerea acestor substanțe prin procese geologice desfășurate pe Pământ, inclusiv în apropierea vulcanilor și a izvoarelor hidrotermale de pe fundul oceanelor.

Aceste medii pot furniza energie și condiții chimice favorabile unor reacții complexe.

Ce spun alți cercetători despre noua teorie. Cometele nu sunt excluse complet

Rezultatele studiului au atras atenția și altor specialiști în domeniul originii vieții, însă unii dintre aceștia consideră că rolul cometelor nu trebuie eliminat complet din discuție.

Queenie Chan, conferențiar în științele Pământului la Royal Holloway, Universitatea din Londra, care nu a participat la cercetare, a atras atenția asupra unei posibilități importante.

Cianura de hidrogen ar fi putut suferi reacții chimice înainte ca respectivele corpuri cerești să intre în atmosfera Pământului. În urma acestor transformări puteau apărea compuși mai puțin volatili, care ar fi avut șanse mai mari să supraviețuiască impactului.

Acești compuși ar fi putut contribui la rezerva de substanțe organice necesare apariției vieții, chiar dacă molecula inițială de HCN nu ar fi supraviețuit intactă.

Queenie Chan consideră, așadar, că rezultatele nu elimină complet posibilitatea ca obiectele înghețate venite din spațiu să fi contribuit la chimia prebiotică.

La rândul său, Nicolle Zellner, cercetătoare în domeniul fizicii la Albion College din Statele Unite, a considerat că studiul stabilește limite importante pentru această ipoteză, fără să excludă complet contribuția cometelor.

O observație asemănătoare a fost făcută și de Gordon Osinski, specialist în geologie planetară la Western University din Canada. Acesta consideră că rezultatele ar trebui să încurajeze cercetări suplimentare privind asteroizii bogați în carbon și rolul lor în apariția moleculelor organice pe Pământ.

Ce înseamnă această descoperire pentru teoria originii vieții

Noua cercetare nu rezolvă misterul apariției vieții pe Pământ, una dintre cele mai dificile probleme ale științei moderne.

Nu știm încă exact cum au apărut primele molecule capabile să se organizeze în sisteme biologice și nici cum s-a produs trecerea de la reacții chimice simple la primele forme de viață.

Studiul publicat în Scientific Reports arată însă că scenariul în care cometele au furnizat cantități importante de ingrediente prebiotice este mult mai dificil de susținut decât se considera anterior.

Pentru ca acest lucru să se fi întâmplat, ar fi fost nevoie de o combinație foarte rară de condiții, iar moleculele trebuiau să supraviețuiască impactului și să rămână suficient timp concentrate pentru a participa la reacțiile chimice necesare.

Cercetătorii nu exclud complet un asemenea eveniment, dar consideră că este improbabil să fi reprezentat o sursă importantă pentru apariția vieții.

În același timp, rezultatele deschid o direcție interesantă pentru studiul lui Marte, unde aceleași comete ar fi putut avea condiții mai bune pentru transportul moleculelor organice.

Misterul originii vieții rămâne, așadar, deschis. Ceea ce se schimbă este modul în care oamenii de știință evaluează rolul corpurilor cerești care au bombardat Pământul în primele sute de milioane de ani ale existenței sale.