هل ساهمت انفجارات شمسية فى إحداث الحياة على الأرض؟
كان يُعتقد أن الانفجارات الشمسية ستكون عقبة أمام الحياة على الأرض ، لكن الأدلة تشير إلى أنها ربما كانت الدافع الذي أطلق كل شيء ، واصطدمت جزيئات الطاقة الشمسية بجزيئات في الغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر لتشكيل اللبنات الأساسية التي ستوحد لاحقًا لتشكيل الحياة.
وبحسب موقع “آر تي” ، ابتكر الباحثون أحماض أمينية وأحماض كربوكسيلية من المكونات الأساسية للبروتينات والحياة الآن ، عن طريق قصف نسخة طبق الأصل من الغلاف الجوي البدائي بجزيئات شمسية محاكية وبرق في المختبر.
كتب: “لقد أظهرنا ، للمرة الأولى ، بشكل تجريبي أن معدلات إنتاج الأحماض الأمينية والأحماض الكربوكسيلية في مخاليط الغاز غير المختزلة بسبب تشعيع البروتون يمكن أن تتجاوز بشكل كبير معدلات إنتاج هذه الجزيئات بواسطة الأشعة الكونية المجرية”. بقيادة الكيميائي كينسي كوباياشي من جامعة يوكوهاما الوطنية في اليابان. و شرارة التفريغ.
يوفر هذا دليلًا تجريبيًا يدعم أهمية أحداث الجسيمات الشمسية في بدايات الشمس كمصادر طاقة كانت مطلوبة لتخليق جزيئات مهمة بيولوجيًا ترسبت وتراكمت في بيئات هيدروجيولوجية متنوعة في بداية الأرض.
لا نعرف لماذا بدأت الكيمياء المعقدة في التكاثر الذاتي منذ حوالي 4 مليارات سنة كما فعلت. لدينا فكرة تقريبية عن الأساسيات ، ولكن من الصعب بعض الشيء تجميعها معًا.
لفترة طويلة ، اعتقد العلماء أن البرق قد يلعب دورًا ، لأنه يتفاعل مع الجزيئات والحرارة والماء لتكوين الأحماض الأمينية ، وهي اللبنات الأساسية للحياة.
يبدو أن التجارب تشير إلى أن هذا كان دقيقًا. عندما تم دمج الغازات التي كان يعتقد أنها كانت تشكل الغلاف الجوي المبكر للأرض واندلعت مع شرارات في عام 1953 ، تشكلت الأحماض الأمينية. في ذلك الوقت ، كنا نظن أن الغلاف الجوي المبكر للأرض كان مليئًا بكميات كبيرة من الميثان والأمونيا وبخار الماء والهيدروجين الجزيئي. بالنظر إلى هذه الافتراضات ، تميل التجارب إلى التركيز على مخاليط الغاز المكونة من هذه المواد.
ومع ذلك ، أظهرت الأبحاث اللاحقة أن الغلاف الجوي للأرض لم يكن غنيًا بالميثان والأمونيا بعد كل شيء. بدلاً من ذلك ، كانت تهيمن عليها غازات من النشاط البركاني – ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين الجزيئي ، مع كمية صغيرة فقط من الميثان. أجريت تجارب شرارة مماثلة على هذا الخليط لإنتاج غير فعال للغاية من الأحماض الأمينية.
ثم تم اقتراح أن الأشعة الكونية المجرية قد تكون متورطة. أدت التجارب التي تحاكي هذه العملية إلى إشعاع الغلاف الجوي المبكر بالبروتونات ، مما أدى إلى إنتاج أكثر ملاءمة للأحماض الأمينية. ولكن ما إذا كان إشعاع الأشعة الكونية المجري كافياً خلال تطور الأرض المبكر لتوفير نوع الكيمياء اللازمة للحياة ، فقد ظل موضوعًا للنقاش.
حدث اختراق منذ عدة سنوات في عام 2016 عندما قرر فريق بقيادة علماء الطاقة الشمسية فلاديمير إيرابيتيان من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا إلقاء نظرة فاحصة على الشمس. لم يكن الأمر أكثر غرابة فحسب ، بل كان أكثر برودة.
أظهر الباحثون أن غرابة الشمس يمكن أن تعوض برودة الشمس ، حيث كانت الأرض مغلقة بكائنات فائقة السرعة يمكن أن تدفع الأرض على الرغم من برودة الشمس ، وتسبب تفاعلات كيميائية أنتجت جزيئات حيوية.
صنع الفريق عددًا من مخاليط الغازات التي تحاكي الغلاف الجوي الافتراضي للأرض المبكرة ، والتي تحتوي على النيتروجين الجزيئي وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والميثان بنسب مختلفة. تم وضع هذه الخلائط في غرفة ، حيث تعرضوا إما لإشعاع البروتون ، لمحاكاة تأثير التوهجات الشمسية ، أو التفريغ الكهربائي ، لمحاكاة البرق.
كانت الآثار ملحوظة. وجد الباحثون أن الخليط يحتاج على الأقل 15٪ ميثان للشرر لإنتاج الأحماض الأمينية ، وهي كمية ليست صغيرة على الإطلاق. ومع ذلك ، فإن جزيئات الطاقة الشمسية المحاكاة أنتجت أحماض أمينية وحمض كربوكسيلي بمزيج يحتوي فقط على 0.5٪ من الميثان.
