Pirminėje Žemės atmosferoje buvo mažiau žaibų, todėl mažiau galimybių atsirasti gyvybei

Dabar mokslininkai beveik įsitikinę, kad Žemėje prasidėjo gyvybė. Prieš tai spontaniškai atsirado biologinės molekulės, kurioms reikėjo daug energijos. Senovinis žaibas galėjo būti jo šaltinis, tačiau naujas tyrimas rodo, kad iš pradžių jo galėjo būti nedaug.

1952 m. jaunas magistrantas Stenlis Mileris ir jo garbingas, Nobelio premijos laureatas Haroldas Ury atliko svarbų eksperimentą. Poroje sujungtų stiklinių kolbų jie atkūrė sąlygas, kurios, kaip spėjama, Žemėje egzistavo prieš 3,8 mlrd. metų: cheminę dujų sudėtį, aukštą temperatūrą ir elektros iškrovas. Mokslininkai manė, kad jų pakako, jog tuometinėje negyvoje Žemėje spontaniškai atsirastų pirmosios biologinės molekulės.

Haroldo ir Jurijaus eksperimentas buvo beprecedentės sėkmės: jų aparatas iš karto pagamino kelias aminorūgštis - baltymų statybines medžiagas. Dėl to nežinomas magistrantas Mileris iš karto buvo įtrauktas į svarbiausio mokslo žurnalo "Science" (beprecedentis jaunojo mokslininko pasiekimas) straipsnio autorių sąrašą ir pateko į pasaulio žiniasklaidos antraštes.

Tačiau ilgainiui mokslininkai suabejojo, ar eksperimentas buvo atliktas teisingai. Mileris ir Uri kaip dujų mišinį naudojo metaną ir amoniaką, tačiau vėlesni tyrėjai padarė išvadą, kad pirmąją Žemės atmosferą iš tikrųjų daugiausia sudarė anglies dioksidas ir azotas.

Dabar suduotas dar vienas rimtas smūgis garsiajam įvykiui, kuris kadaise pasirodė pirmajame "The New York Times" puslapyje: naujoje publikacijoje teigiama, kad pirminė atmosfera nebuvo labai palanki žaibams susidaryti. Kitaip tariant, pirmosioms biologinėms molekulėms atsirasti prireikė daugiau laiko, nei manyta anksčiau. Tai taip pat reiškia tam tikrus sunkumus, susijusius su gyvybės atsiradimu.

Elektronai, visų be išimties cheminių procesų dalyviai, skirtingose aplinkose elgiasi skirtingai. Todėl metano ir amoniako arba anglies dioksido ir azoto mišiniuose cheminiai virsmai vyksta skirtingai. Klausimas, kiek skiriasi elektros išlydžių elgsena tokiuose mišiniuose, liko atviras. Akivaizdu, kad šie skirtumai galėjo turėti įtakos abiogenezės, pirmosios gyvybės atsiradimo iš negyvosios medžiagos, eigai.

Kad tai išsiaiškintų, Christophas Köhnas ir jo kolegos iš Danijos technikos universiteto sukūrė modelį, kuris apibūdina streamerio - pradinio žaibo formavimosi etapo - tikimybę. Paaiškėjo, kad anglies dioksido atmosferoje šis procesas vyksta lėčiau.

"Iš tikrųjų atmosferoje, kurioje yra daug azoto ir anglies junginių, elektros išlydžiui atsirasti reikėtų didelio potencialų skirtumo", - pažymėjo Köhn.

Esmė ta, kad tokiomis sąlygomis elektronai susiduria rečiau: dėl to lėčiau kaupiasi elektros krūviai, kurių pakanka išlydžiui susidaryti. Perkėlę šį rezultatą į senovinę atmosferą, mokslininkai daro išvadą, kad jaunoje Žemėje žaibų galėjo būti gerokai mažiau. Tai taip pat reiškia mažesnę abiogenezės tikimybę.

"Jei elektros išlydžiai iš tiesų buvo susiję su pirmųjų prebiotinių molekulių atsiradimu, mums reikia tinkamai išsiaiškinti, kas tuo metu vyko", - tęsia Kyungas. - Ir vis dar išlieka didelis klausimas: kaip vis dėlto atsirado visi tie prebiotiški junginiai?"

Naujasis Danijos mokslininkų darbas yra tik pradžia. Jame nagrinėjamas tik vienas iš pradinių žaibo vystymosi etapų, o tolesniuose komandos planuose - ištirti likusius šio sudėtingo proceso etapus ir modeliuoti jo ryšį su cheminėmis transformacijomis.