Yıldırım Çarpmaları Erken Dünya'da Prebiyotik Fosfor Oluşturmada Rol Oynadı

 Fosfor, DNA, RNA, fosfolipidler ve adenosin trifosfat gibi biyomoleküllerde yer alan yaşam için anahtar elementlerden biridir. Meteorlarda erken Dünya'ya teslim edilen mineral schreibersite gibi fosfit mineralleri, ana prebiyotik fosfor kaynağı olarak savunulmaktadır. Gezegen bilimciler, bu minerallerin minimum miktarda milyarlarca yıldırım çarpmasıyla gezegenimize getirildiğine inanıyorlardı. Ancak şimdi, Leeds Üniversitesi ve Yale Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bu temel işlevi yerine getirmede yıldırım çarpmalarının meteorlar kadar önemli olduğunu belirledi.

Çalışmada, Yale Üniversitesi Ph.D. öğrenci Benjamin Hess ve meslektaşları, son derece büyük ve bozulmamış bir fulgurit örneğini incelediler.

Örnek, 2016 yılında Amerika Birleşik Devletleri, Illinois, Glen Ellyn'de bir mülke yıldırım düştüğünde oluştu.

Bilim adamları başlangıçta fulguritin nasıl oluştuğuyla ilgilendiler, ancak örneklerinde büyük miktarda schreibersit keşfetmeye hayran kaldılar.

Erken Dünya'nın yüzeyinde bulunan fosfor, suda çözülemeyen minerallerde bulunuyordu, ancak schreibersite olabilir.

Hess, "Birçoğu, Darwin'in ünlü 'sıcak küçük gölet' konseptini izleyerek, Dünya'daki yaşamın sığ yüzey sularından kaynaklandığını öne sürdü," dedi.

"Dünya yüzeyinde yaşamın nasıl oluşmuş olabileceğine dair modellerin çoğu, az miktarda schreibersit taşıyan meteorları çağırıyor."

"Çalışmamız, incelenen fulguritte nispeten büyük miktarda schreibersit (göktaşında kimyasal bileşen) buluyor."

"Yıldırım Dünya'ya sık sık çarpıyor, bu da Dünya yüzeyindeki yaşamın kökeni için ihtiyaç duyulan fosforun yalnızca göktaşı çarpmalarına bağlı olmadığını ima ediyor."

"Belki daha da önemlisi, bu aynı zamanda, diğer Dünya benzeri gezegenlerde yaşam oluşumunun, göktaşı etkileri nadir hale geldikten çok sonra bile mümkün olduğu anlamına gelir."

Yazarlar, yıldırım çarpmalarıyla oluşan fosfor minerallerinin, Dünya'nın yaklaşık 3,5 milyar yaşında olduğu, yani bilinen en eski mikrofosillerin yaşı olduğu zaman, göktaşlarından gelenleri geride bıraktığını ve bu da, gezegendeki yaşamın ortaya çıkmasında yıldırım çarpmalarını önemli kıldığını tahmin ediyor.

Ayrıca, yıldırım çarpmaları meteor çarpmalarından çok daha az yıkıcıdır, yani yaşamın gelişebileceği hassas evrimsel yollara müdahale etme olasılıkları çok daha düşüktür.

Leeds Üniversitesi Dünya ve Çevre Okulu'nda araştırmacı olan Dr. Jason Harvey, “Erken bombardıman, güneş sistemindeki bir olaydır” dedi.

"Gezegenler kütlelerine ulaştıkça, meteorlardan daha fazla fosfor dağıtımı ihmal edilebilir hale geliyor."

“Yıldırım ise tek seferlik bir olay değil. Atmosfer koşulları yıldırım oluşumu için uygunsa, yaşamın oluşumu için gerekli olan elementler bir gezegenin yüzeyine iletilebilir.”

"Bu, yaşamın herhangi bir zamanda Dünya benzeri gezegenlerde ortaya çıkabileceği anlamına gelebilir."

“Heyecan verici araştırmamız, Dünya benzeri erken bir ortamda taze fulguritin araştırılması ve derinlemesine analizi de dahil olmak üzere gelecekteki birçok araştırma yolunun kapısını açıyor; Kaya kayıtlarındaki bu tür özellikleri tanımak için flaş ısıtmanın diğer mineraller üzerindeki etkisinin derinlemesine analizi ve bu olağanüstü iyi korunmuş fulguritin içindeki fiziksel ve kimyasal süreçlerin aralığını belirlemek için daha fazla analizi, "dedi Profesör Sandra Piazolo. Leeds Üniversitesi Dünya ve Çevre Okulu'nda araştırmacı.

"Bütün bu çalışmalar, zaman içinde Dünya'nın kimyasal ortamını değiştirmede fulguritin önemi konusundaki anlayışımızı artırmaya yardımcı olacak."

Kaynak: B.L. Hess et al. 2021. Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth. Nat Commun 12, 1535; doi: 10.1038/s41467-021-21849-2