מחקר חדש במעבדות לורנס ליברמור בארה"ב מספק תמיכה לתיאורית 'פנספרמיה'
התנאים הקדמונים על פני כדור הארץ לא היו כה נעימים להתפתחות חיים בו. למעשה, מחקר חדש רומז כי החיים על פני כדור הארץ הגיעו מחוץ לעולם שלנו.
המדען ניר גולדמן מהמעבדה הלאומית ע"ש לורנס ליברמור ומאוניברסיטת אונטריו מצא כי שביטים קרחוניים שהתרסקו על פני כדור הארץ לפני מיליוני שנים הם שיצרו את התרכובות האורגניות המשמשות כאבני הבניין לחיים כפי שאנו מכירים אותם היום, ובכלל זה אבני בניין של חלבונים וחומצות גרעין מסוג דנ"א ורנ"א.
שביטים אוצרים בתוכם מגוון של חומרים פשוטים, כדוגמת מים, אמוניה, מתאנול ופחמן דו-חמצני, ופגיעה שלהם בפני השטח של פלנטות יכולה להפיק אספקה רבה של אנרגיה לייזומן של תגובות כימיות. "כמות החומר האורגני שחדר לכדור הארץ באמצעות שביטים ואסטרואידים במהלך תקופות של "הפגזות" כבדות הייתה קרוב ל-10 טריליון קילוגרם לשנה, מסת חומר אורגני שהיא הרבה יותר עצומה מזו שהייתה בו לפני עידן זה," מסביר גולדמן.
עבודתו הקודמת של גולדמן מסתמכת על מודלים ממוחשבים, שבעבר יכלו לדמות אירועי פגיעה שנמשכו 30-10 פיקושניות בלבד. אולם, הדמיות חדשות, שפותחו בעזרת מחשבי-על הנמצאים במעבדה הלאומית ע"ש לורנס ליברמור, הצליחו לספק מודלים ממוחשבים יעילים יותר המסוגלים לדמות אירועי פגיעה שנמשכו עד כדי מאות פיקושניות - משך זמן הקרוב יותר לשיווי משקל כימי. "כתוצאה ממודלים מעודכנים אלו, הצלחנו לצפות עתה בקשת רחבה יותר של תוצרים כימיים פחמימניים אשר כתוצאה מהפגיעה יכלו ליצור חומר אורגני שהתגלגל בסופו לאבני הבניין של החיים על פני כדור הארץ," מסביר גולדמן.
שביטים הם בעלי גודל המשתרע מקילומטר אחד ועד 60 קילומטרים. השביטים החודרים מבעד לאטמוספירה של כדור הארץ מתחממים במעטפת החיצונים שלהם, אולם נותרים קרים בליבתם. עם הפגיעה בפני השטח של הפלנטה נוצר גל הלם בעקבות הדחיסה הפתאומית. גלי הלם אלו עשויים לחולל שינויים פתאומיים וניכרים בלחץ ובטמפרטורה, תוצאה שיכולה להשפיע על תגובות כימיות המתרחשות בתוך השביט עצמו לפני שהוא מגיב עם הסביבה החיצונית בכוכב וליצירת תנאים תרמודינמיים המתאימים לסינתזה אורגנית. תהליכים אלו יכולים לתרום לריכוזים משמעותיים של חומר אורגני המועבר לכדור הארץ.
הצוות מצא כי לחצים וטמפרטורות המתקבלים מגלי הלם מתונים (360,000 אטמוספירות ו-2500 מעלות צלזיוס) בתוך תערובות קרחוניות מועשרות בפחמן דו-חמצני יצרו מספר תרכובות טבעתיות מכילות חנקן, אשר מתפרקות במהלך ההתפשטות וההתקררות שלהן ליצירת פחמימנים ארומטיים פונקציונליים. החוקרים סבורים כי פחמימנים אלו יכלו להיות חומרי המוצא לחומצות הדנ"א והרנ"א. בניגוד לכך, גלי הלם עוצמתיים יותר (600-480 אלפי אטמוספירות ו- 3500-4500 מעלות צלזיוס) הביאו ליצירת מתאן ופורמאלדהיד, וגם ליצירת מולקולות פחמן בעלות שרשראות ארוכות. ידוע כי תרכובות אלו יכולות לשמש כחומרי מוצא ליצירת חומצות אמינו ותרכובות אורגניות מורכבות יותר. כל ההדמיות של גלי ההלם בתנאים אלו הביאו ליצירת כמויות משמעותיות של חומרים פשוטים וחדשים בעלי קשרי פחמן-חנקן, המהווים חומרי מוצא לאבני הבניין של היצורים החיים.
"פגיעות של שביטים יכולות להביא לסינתזה של חומרי מוצא המרכיבים את היצורים החיים, וזאת ללא צורך בתנאים "מיוחדים" נוספים כדוגמת נוכחותו של זרז, קרינת על-סגול או תנאים מיוחדים אחרים שהתקיימו בכוכב," טוען גולדמן. "נתונים אלו חיוניים להבנת התפקיד של אירועי פגיעה ביצירתם של תרכובות המהוות אבני-בניין ליצירת חיים הן בכדור הארץ הקדמוני והן בכוכבים אחרים, וכן להתוויית ניסויים עתידיים בתחומים אלו." ממצאי המחקר יתפרסמו בחודש יוני בכתב העת המדעי Journal of Physical Chemistry A.
הידיעה על המחקר