Yeni çalışma, dünyadaki yaşamın nitrojen kaynağı olarak şimşekten hızla bağımsız hale geldiğini söylüyor

Andrews Üniversitesi Dış Gezegen Bilimi Merkezi’ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, yıldırımın Dünya’daki yaşam için nitrojeni kullanılabilir hale getirmedeki rolü nispeten kısa ömürlü olabilir.

Şimşek, erken Dünya’daki yaşam için biyoyararlı nitrojenin ana kaynağı olarak gösterilmiş olsa da, dergide yayınlanan yeni araştırma Doğa Jeolojisiana gezegenimizin biyosferinin bu besin kaynağından hızla bağımsız hale geldiğini gösteriyor.

Bu sonuçlar aynı zamanda Mars’taki ve muhtemelen güneş sistemimizdeki diğer gezegenler ve aylardaki nitrat birikintilerinin kaynağının belirlenmesine yardımcı olacaktır.

Azot, bildiğimiz şekliyle yaşamın kökeni ve evrimi için kilit bir unsurdur. Bugün olduğu gibi, erken Dünya atmosferindeki nitrojen, esas olarak reaktif olmayan N formunda mevcuttu.₂-moleküller, organizmaların bu kaynağa kolay erişimini engeller.

Bazı mikroorganizmalar N’yi dönüştürme yeteneğine sahiptir.₂ gazı amonyum gibi biyolojik olarak kullanılabilir formlara dönüştürür, ancak bu metabolizmanın ortaya çıkmasından önce, bu N’yi parçalamaktan yıldırım gibi enerjik süreçler sorumlu olmalıdır.₂ moleküller.

St Andrews Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yıldırımın nitrojeni yaşam için nasıl hazır hale getirebileceğini araştırmak için Graz’daki Avusturya Bilimler Akademisi Uzay Araştırma Enstitüsü’nden (IWF) ve ABD’deki Brown Üniversitesi’nden meslektaşları ile birlikte bir dizi yürüttüler. kıvılcım deşarj deneyleri.

Modern ve erken Dünya atmosferlerine benzeyen su ve farklı gaz karışımlarını cam şişelere doldurdular ve ardından bu gaz karışımlarını yaklaşık 50.000 voltluk bir elektrik deşarjına tabi tuttular. Deneylerden sonra, bilim adamları gaz karışımının ve suyun bileşimini ölçtüler ve artan nitrik oksit, nitrit ve nitrat konsantrasyonlarını tespit ettiler.

Patrick Barth, bu çalışmanın ilk yazarı ve Ph.D. St Andrews Exoplanet ve IWF Merkezi’ndeki öğrenci, “Sonuçlarımız yıldırımın CO’da verimli bir şekilde nitrojen oksit üretebileceğini gösteriyor” dedi.₂-muhtemelen erken Dünya’da var olan zengin atmosfer. Bu, o zaman ve güneş sistemimizin dışındaki gezegenlerde yaşam için potansiyel bir besin kaynağı sağlar.”

Bununla birlikte, araştırmacıların kıvılcım deneylerinde buldukları izotopik bileşim, erken Dünya’nın kaya kayıtlarında arşivlenen nitrojeninkiyle eşleşmiyor. Bu tutarsızlık, mikrobiyal yaşam geliştikçe yıldırımın önemli bir nitrojen kaynağı olmadığını gösteriyor.

Bunun yerine, bu sonuçlar, mikroorganizmaların N’yi dönüştürebildiğine dair başka bir kanıt sağlar.₂ gazı üç milyar yıldan fazla bir süredir biyolojik olarak kullanılabilir formlara dönüştürdü.

Bununla birlikte, Grönland’daki Isua Yeşiltaş Kuşağı’ndan yaklaşık 3,8 milyar yaşında olan ve izotopik bileşimi potansiyel olarak yıldırımdan gelen nitrojen katkılarıyla açıklanabilecek birkaç kaya örneği vardır.

St Andrews Üniversitesi Dünya ve Çevre Bilimleri Okulu’ndan Dr. Eva Stueken ve St Andrews Dış Gezegen Bilimi Merkezi üyesi, “Bu, yıldırımın Dünya’daki en erken yaşamı desteklemiş olabileceğini gösteriyor. Şimşeğin izotop imzasını oluşturduk, Mars’taki nitrat birikintilerinin kökenini araştırmaya yardımcı olabilir.”

Bulguların etkisini iletmek için ekip, Patrick Barth’ın şimşeğin ötegezegenler üzerindeki rolü üzerine bir videosunu içeren bir sergi oluşturmak için sanatçılarla işbirliği yaptı. Araştırma aynı zamanda bilim kurgu antolojisi “Around Distant Suns”ta yayınlanan ve Ay’da kıvılcım deneyleri yapan bir robotun öyküsünü anlatan “A Spark in a Flask” adlı kısa öyküye de ilham kaynağı oldu.

St Andrews Dış Gezegen Bilimi Merkezi’nin kurucu ortağı ve IWF’nin direktörü Profesör Christiane Helling, “Bilimimizi iletmek için, Dünya atmosferinin olağanüstü benzersizliğini astronomik bağlamda yansıtmak önemlidir” dedi.