Cum a apărut, de fapt, viața pe Pământ? Teoria cometelor susținută timp de 60 de ani, contrazisă acum de cercetători

Oamenii de știință contestă o teorie despre apariția vieții pe Pământ, potrivit căreia cometele ar fi adus moleculele necesare formării organismelor vii. Noi simulări arată că impacturile violente ar fi putut distruge aceste substanțe înainte să ajungă la suprafață.

O teorie științifică susținută de zeci de ani, conform căreia cometele au contribuit la apariția vieții pe Pământ, este pusă sub semnul întrebării de un nou studiu. Cercetătorii au descoperit, prin simulări computerizate, că moleculele organice transportate de aceste corpuri cerești ar fi avut șanse foarte mici să supraviețuiască impactului cu planeta noastră.

Ipoteza potrivit căreia cometele au adus pe Pământ ingredientele necesare vieții datează cel puțin din 1961. Ea este asociată unei idei științifice mai vechi, cunoscută drept panspermie, formulată încă din 1908, care presupune că viața sau componentele sale fundamentale ar fi putut proveni din spațiu.

Oamenii de știință încearcă de multă vreme să stabilească dacă Pământul primitiv dispunea de suficiente substanțe pentru declanșarea chimiei prebiotice, adică a reacțiilor care pot produce moleculele necesare apariției vieții.

Cometele, alcătuite din gheață, praf și material organic, au fost considerate posibile surse ale acestor substanțe. Compoziția lor le-a adus și denumirea de „bulgări de zăpadă murdari”, iar cercetătorii au presupus că impacturile cu Pământul ar fi putut furniza atât apă, cât și molecule organice.

Un nou studiu, publicat în revista științifică Scientific Reports, sugerează însă că viteza cu care cometele loveau suprafața planetei ar fi împiedicat păstrarea intactă a substanțelor esențiale.

Peste 100.000 de comete ar fi lovit Pământul. Ce au descoperit cercetătorii după 100.000 de simulări

În urmă cu peste patru miliarde de ani, planeta noastră ar fi traversat o perioadă de bombardament cosmic intens, în care peste 100.000 de comete cu diametre mai mari de 100 de metri ar fi putut ajunge pe Pământ.

Pentru a înțelege efectele acestor coliziuni, echipa de cercetători a utilizat modele recente privind formarea și evoluția cometelor, realizând 100.000 de simulări ale condițiilor existente pe planeta primitivă. Rezultatele indică faptul că majoritatea impacturilor s-ar fi produs la viteze atât de mari încât moleculele organice fragile ar fi fost distruse de temperaturile și presiunile extreme.

„Având în vedere ceea ce știm despre mediile de la suprafața Pământului primitiv, în medie, simulările noastre au arătat că nu au existat impacturi care să ducă la apariția vieții”, a declarat Richard Anslow, autorul principal al studiului, care a coordonat cercetarea în perioada doctoratului la Institutul de Astronomie al Universității Cambridge, din Regatul Unit.

Deși cometele conțin concentrații importante de substanțe implicate în chimia prebiotică, cercetătorii au constatat că acestea nu ar fi putut fi transportate eficient până la suprafața Pământului.

„Vitezele tipice ale acestor comete în momentul impactului cu Pământul însemnau că, de fapt, foarte puține, dacă nu chiar niciuna, ar fi putut livra molecule organice intacte, așa că, de fapt, cometele nu par să fie atât de utile pentru chimia prebiotică pe cât se credea anterior”, a explicat Anslow.

Potrivit rezultatelor, 54% dintre simulări nu au identificat niciun impact care să îndeplinească cerințele analizate, în timp ce 46% au indicat cel puțin unul. Doar o proporție extrem de mică a scenariilor a înregistrat până la trei asemenea coliziuni.

„Nu putem exclude cu certitudine că nu a existat niciodată un impact reușit — ar fi putut exista unul dintre aceste impacturi întâmplătoare”, a precizat cercetătorul.

Chiar și în cazul unei coliziuni favorabile, aceasta ar fi trebuit să se producă într-un loc care să ofere deja condiții pentru apariția vieții, inclusiv apă lichidă și alte substanțe chimice necesare reacțiilor prebiotice.

Studiul s-a concentrat asupra cianurii de hidrogen, cunoscută prin formula chimică HCN, un compus natural alcătuit din hidrogen, carbon și azot. Substanța a fost identificată în numeroase comete, inclusiv Halley și Hale-Bopp, și poate contribui la formarea aminoacizilor, moleculele din care sunt construite proteinele.

„Când cometele lovesc Pământul, ele sunt supuse unor temperaturi și presiuni ridicate, iar studii recente au descoperit că multe dintre aceste molecule precursoare pot fi distruse de această presiune și temperatură ridicate, precum și de impacturile ulterioare”, a explicat Anslow.

Autorii consideră că inclusiv un impact favorabil ar fi avut șanse reduse să furnizeze o concentrație suficientă de HCN. Dacă o cometă ar fi căzut în ocean, substanța s-ar fi diluat rapid în apă. În plus, reacțiile necesare apariției vieții presupun existența altor compuși, inclusiv a celor care conțin fosfor și sulf, substanțe care nu sunt întâlnite în mod obișnuit în comete.

„Cometele sunt foarte bune pentru a furniza cianură de hidrogen, dar având în vedere că locul în care o cometă lovește Pământul este aleatoriu, nu avem garanția că vom avea tot ce ne trebuie pentru această reacție chimică exact în acel loc”, a spus cercetătorul.

Viața ar fi putut apărea altfel pe Pământ. De ce Marte revine în atenția oamenilor de știință

Noile rezultate readuc în discuție alte explicații privind originea vieții. Una dintre acestea este teoria „supei primordiale”, potrivit căreia moleculele organice necesare organismelor vii s-ar fi format direct pe Pământ, prin reacții chimice produse în mediul planetei primitive.

O altă posibilitate este ca asteroizii să fi transportat aceste substanțe din spațiu. Spre deosebire de comete, asteroizii loveau, în general, Pământul la viteze mai mici și în număr mai mare, ceea ce ar fi putut favoriza supraviețuirea materialului organic.

Richard Anslow a amintit descoperirile recente realizate în probele colectate de pe asteroizii Bennu și Ryugu, în care au fost identificați majoritatea aminoacizilor necesari formării proteinelor. Cercetarea indică și posibilitatea ca planeta Marte să fi oferit condiții mai favorabile pentru păstrarea moleculelor transportate de comete.

Dimensiunile mai mici ale planetei roșii și distanța mai mare față de Soare ar fi determinat viteze de impact mai reduse decât cele înregistrate pe Pământ.

„Deoarece Marte este mult mai mic decât Pământul și mai îndepărtat de Soare, viteza tipică de impact a cometelor este mult mai mică, așa că, în timp ce aceste impacturi pe Pământ distrugeau cea mai mare parte a HCN-ului, acest lucru nu s-a întâmplat în aceeași măsură pe Marte”, a explicat Anslow.

Această ipoteză ar putea contribui la cercetările privind posibilitatea existenței vieții pe Marte în trecut.

„Este doar o altă perspectivă pe care trebuie să o ținem minte atunci când încercăm să înțelegem evoluția timpurie a lui Marte în detaliu”, a adăugat cercetătorul.

Cu toate acestea, alți specialiști consideră că rezultatele nu elimină complet posibilitatea ca unele comete să fi contribuit la apariția vieții pe Pământ.

Queenie Chan, profesor asociat de științe ale Pământului la Universitatea Royal Holloway din Londra, care nu a participat la studiu, a explicat că HCN ar fi putut suferi reacții chimice înainte ca respectivele corpuri cerești să pătrundă în atmosfera terestră.

Aceste transformări ar fi putut produce molecule biologice mai stabile, inclusiv compuși implicați în formarea proteinelor, cu șanse mai mari de a rezista impactului.

„Prin urmare, ineficiența livrării HCN-ului intact nu exclude complet un rol potențial al cometelor în furnizarea altor compuși organici importanți care ar fi putut contribui la inventarul organic prebiotic al Pământului înainte de apariția vieții”, a explicat Chan, într-un răspuns transmis prin e-mail.

Nicolle Zellner, profesoară de fizică la Albion College din Michigan, a declarat că rezultatele nu au surprins-o. Deși consideră că rolul cometelor nu poate fi exclus definitiv, cercetătoarea a apreciat metodologia utilizată pentru evaluarea probabilității acestor evenimente.

„Autorii au stabilit cu siguranță niște parametri buni în ceea ce privește probabilitatea”, a declarat Zellner.