Un nou studiu contrazice o teorie consacrată despre originea vieții pe Pământ

Teoria larg răspândită potrivit căreia cometele au avut un rol esențial în apariția vieții pe Pământ, în urmă cu miliarde de ani, ar putea fi greșită, potrivit unor noi simulări computerizate care contrazic decenii de cercetări și ipoteze științifice, potrivit CNN.

Descoperirea sugerează că moleculele organice fragile, despre care se presupunea că erau transportate de aceste corpuri cerești înghețate, ar fi fost distruse în momentul impactului cu Pământul. Rezultatele pun astfel sub semnul întrebării o teorie consacrată privind originea vieții, care datează cel puțin din 1961.

Ideea mai amplă potrivit căreia ingredientele necesare vieții au ajuns pe Pământ din spațiu, cunoscută sub numele de panspermie, este și mai veche, fiind formulată ca ipoteză științifică încă din 1908.

Viața pe Pământ necesită molecule organice complexe, însă nu este clar dacă planeta noastră, în primele etape ale existenței sale, dispunea de suficiente materii prime pentru chimia prebiotică, adică reacțiile chimice care produc elementele fundamentale ale vieții.

Cometele sunt alcătuite din praf și gheață, dar se știe că acestea conțin și materie organică. Această compoziție, care le-a adus corpurilor cerești porecla de „bulgări de zăpadă murdari”, i-a determinat pe oamenii de știință să sugereze că ele ar fi putut aduce apă și molecule organice pe suprafața Pământului.

La începutul istoriei sale, în urmă cu peste patru miliarde de ani, Pământul ar fi putut trece printr-o perioadă de bombardament intens, fiind lovit de peste 100.000 de comete cu diametrul mai mare de 100 de metri, potrivit noului studiu, publicat miercuri în revista științifică Scientific Reports.

Totuși, majoritatea acestor impacturi ar fi fost prea violente pentru ca moleculele necesare apariției vieții să supraviețuiască.

Ce au arătat cele 100.000 de simulări realizate de cercetători

Echipa de cercetători a utilizat cele mai recente modele privind formarea și evoluția cometelor pentru a simula de 100.000 de ori această perioadă timpurie din istoria planetei.

„Având în vedere ceea ce știm despre condițiile de la suprafața Pământului timpuriu, simulările noastre au arătat că, în medie, nu au existat impacturi reușite”, a declarat Richard Anslow, autorul principal al studiului, care a realizat cercetarea în timpul doctoratului la Institutul de Astronomie al Universității Cambridge, din Regatul Unit.

Cometele conțineau concentrații mari de molecule esențiale pentru viață, însă simulările au arătat că acestea se deplasau prea repede pentru a le putea transporta intacte pe suprafața Pământului.

„Vitezele obișnuite cu care aceste comete loveau Pământul însemnau că foarte puține dintre ele, dacă nu chiar niciuna, ar fi putut aduce molecule organice intacte. Prin urmare, cometele nu par să fi fost atât de utile pentru chimia prebiotică pe cât se credea anterior”, a explicat Anslow.

Mai exact, 54% dintre simulări nu au indicat niciun impact reușit, în timp ce restul de 46% au înregistrat cel puțin unul, iar o „minoritate infimă” a indicat până la trei coliziuni favorabile, potrivit cercetătorului.

„Nu putem exclude cu certitudine posibilitatea ca un impact reușit să fi avut loc. Ar fi putut exista una dintre aceste coliziuni întâmplătoare”, a afirmat el.

Totuși, asemenea evenimente ar fi trebuit să se producă într-un „loc perfect”, care să îndeplinească deja mai multe condiții importante, inclusiv prezența apei lichide și a altor substanțe chimice necesare susținerii vieții.

Această combinație de factori face ca întregul proces să fie puțin probabil, a adăugat cercetătorul.

Alte explicații posibile pentru apariția vieții pe Pământ

Studiul se concentrează asupra unei substanțe chimice naturale numite acid cianhidric, cunoscută și sub formula HCN, un precursor important în chimia prebiotică, identificat în zeci de comete, inclusiv în celebrele comete Halley și Hale-Bopp.

Alcătuit din hidrogen, carbon și azot, acidul cianhidric poate contribui, în combinație cu apa, la formarea aminoacizilor, molecule care intră în structura proteinelor.

Alte cercetări au identificat anterior HCN drept un posibil ingredient esențial pentru apariția vieții pe Pământ.

„Atunci când cometele lovesc Pământul, sunt supuse unor temperaturi și presiuni extrem de ridicate, iar studii recente au arătat că multe dintre aceste molecule precursoare pot fi distruse de presiunea și temperatura ridicate, precum și de impacturile ulterioare”, a explicat Anslow.

Autorii studiului susțin că, inclusiv în cazul unui impact reușit, este puțin probabil ca acesta să fi adus substanța chimică într-o concentrație utilă. În cazul unui impact în ocean, aceasta s-ar fi dizolvat rapid.

Pentru ca reacțiile chimiei prebiotice să poată avea loc, sunt necesare și numeroase alte molecule precursoare, precum compușii care conțin fosfor și sulf. Totuși, acestea nu sunt identificate în mod obișnuit în comete, a precizat Anslow.

„Cometele sunt foarte eficiente în transportul acidului cianhidric, dar, având în vedere că locul în care o cometă lovește Pământul este aleatoriu, nu avem nicio garanție că toate celelalte substanțe necesare acestor reacții chimice se vor afla exact în acel loc”, a explicat cercetătorul.

Dacă nu cometele au adus elementele fundamentale ale vieții pe Pământ, Anslow consideră că există mai multe alte ipoteze promițătoare care merită investigate.

O altă teorie, susținută de mult timp și aflată în competiție cu ipoteza cometelor, este aceea că „supa primordială” a Pământului ar fi putut sintetiza singură moleculele necesare apariției vieții.

O altă posibilă sursă cosmică de materie organică ar fi fost asteroizii, care, în general, loveau Pământul cu viteze mai mici și în număr mai mare.

Anslow a făcut referire la descoperirile recente realizate în urma analizării probelor prelevate de pe asteroizii Bennu și Ryugu, care conțin majoritatea aminoacizilor necesari formării proteinelor.

Marte ar fi putut oferi condiții mai favorabile decât Pământul

Noul studiu ridică și o altă posibilitate interesantă: deși Pământul nu ar fi avut condițiile ideale pentru a permite supraviețuirea acidului cianhidric în urma impacturilor cu comete, Marte, în trecutul său îndepărtat, ar fi putut fi mai favorabilă acestui proces.

„Deoarece Marte este mult mai mică decât Pământul și se află mai departe de Soare, viteza obișnuită de impact a cometelor este mult mai redusă. Astfel, în timp ce impacturile de pe Pământ distrugeau cea mai mare parte a acidului cianhidric, pe Marte acest lucru nu se întâmpla în aceeași măsură”, a explicat Anslow.

Această ipoteză ar putea adăuga o nouă dimensiune întrebării îndelung dezbătute privind posibilitatea ca Planeta Roșie să fi găzduit cândva viață.

„Este doar o altă perspectivă de care trebuie să ținem cont atunci când încercăm să înțelegem mai detaliat evoluția timpurie a planetei Marte”, a declarat Anslow.

Teoria privind rolul cometelor nu este complet exclusă

Deși autorii studiului au analizat în detaliu posibilitatea ca acidul cianhidric să supraviețuiască impactului cometelor, substanța ar fi putut suferi reacții chimice înainte ca aceste corpuri înghețate să pătrundă în atmosfera Pământului, a explicat Queenie Chan, conferențiar universitar în științele Pământului la Royal Holloway, Universitatea din Londra, care nu a participat la cercetare.

Acest proces ar fi putut produce compuși importanți din punct de vedere biologic, precum aminoacizii care intră în structura proteinelor, substanțe mai puțin volatile și cu șanse mai mari de supraviețuire.

„Prin urmare, eficiența redusă a transportului de acid cianhidric intact nu exclude complet un posibil rol al cometelor în furnizarea altor compuși organici importanți, care ar fi putut contribui la acumularea substanțelor organice prebiotice pe Pământ înainte de apariția vieții”, a explicat Chan într-un e-mail.

Nicolle Zellner, profesoară de fizică la Albion College din Michigan, a declarat, tot într-un e-mail, că rezultatele studiului nu au surprins-o.

Deși nici ea nu este dispusă să excludă cometele dintre posibilii factori care au contribuit la apariția vieții, cercetătoarea a recunoscut că „autorii au stabilit cu siguranță niște parametri solizi privind probabilitatea acestui proces”.