دو پژوهش جدید نشان میدهد که برخورد شدید زمین اولیه با جرمی هماندازهی مریخ، ممکن است نقش کلیدی در آغاز حیات روی زمین داشته باشد.
در آغاز، زمین فاقد عناصر و ترکیبات ضروری برای شکلگیری حیات بود. اما طبق نتایج این تحقیقات تازه، زمانی که جرمی به اندازهی مریخ با زمین برخورد کرد، مواد حیاتی مورد نیاز را به آن منتقل نمود.
فرضیهی برخورد زمین با جرمی بزرگ که دانشمندان آن را «تیا» مینامند، سالهاست مطرح شده و بهویژه در توضیح منشأ ماه از بقایای این برخورد مورد توجه قرار گرفته است. اکنون پژوهشگران در مطالعهای جدید ادعا میکنند که تیا حدود ۴ میلیارد سال پیش، برخی از عناصر کلیدی برای پیدایش حیات را نیز به زمین آورده است.
پاسکال کراتاش، نویسندهی اصلی این تحقیق، در گفتوگو با LiveScience اظهار داشت: «نتایج ما نشان میدهد که تیا، جرم برخوردی که منجر به شکلگیری ماه شد، از ناحیهای دورتر از زمین در منظومهی شمسی آمده و غنی از مواد فرار بوده است.»
مواد فرار شامل ترکیباتی مانند هیدروژن و کربن هستند که بهراحتی تبخیر میشوند و از اجزای اصلی تشکیلدهندهی حیات بهشمار میروند. در نزدیکی خورشید، دمای بالا مانع از تراکم این مواد به شکل جامد یا مایع میشود و آنها را در حالت گازی نگه میدارد. اما در نواحی دورتر منظومه، مانند سیارات گازی بزرگ نظیر مشتری و زحل، و همچنین دنبالهدارها و سیارکها، این مواد بهوفور یافت میشوند. از این رو، نقش تیا در انتقال این ترکیبات به زمین بسیار مهم تلقی میشود؛ کراتاش معتقد است که تیا احتمالاً این مواد حیاتی را به زمین رسانده است.
در نخستین مطالعه، پژوهشگران با استفاده از مدلهای شیمیایی، ایزوتوپهای موجود در شهابسنگها و سنگهای زمینی را بررسی کردند. تمرکز آنها بر واپاشی رادیواکتیو یکی از ایزوتوپهای منگنز بود که در دوران آغازین منظومهی شمسی وجود داشت و طی چند میلیون سال به کروم تبدیل شد. این فرآیند واپاشی، امکان بررسی دقیق ۱۵ میلیون سال ابتدایی شکلگیری زمین را فراهم کرد. (عمر منظومهی شمسی حدود ۴٫۵ میلیارد سال تخمین زده میشود.)
درک چگونگی پیدایش و پایداری حیات روی زمین، همچنان یکی از پیچیدهترین پرسشهای علمی است. کراتاش میگوید: «زمین تنها سیارهای است که میدانیم حیات را پدید آورده و آن را برای میلیاردها سال حفظ کرده است. هنوز مشخص نیست چه فرآیندهایی این امکان را فراهم کردهاند.»
پژوهشگران با بررسی شرایط منظومهی شمسی اولیه، به سرنخهایی دست یافتند. در سه میلیون سال نخست، زمین و سیارات در حال رشد اطراف آن (مانند عطارد، زهره و مریخ امروزی) با تبادل غبار و گاز از طریق تبخیر و میعان دچار تغییرات سریع شدند. اما پس از آن، این فرآیند تقریباً متوقف شد؛ زیرا سیارات سنگی و گازی بیشتر مواد آزاد موجود را جذب کرده بودند. بهطور کلی، سیارات نزدیکتر به خورشید به دلیل دمای بالا، بخش زیادی از مواد فرار خود را از دست دادند.
بنابراین، مواد فرار موجود در زمین باید از منبعی خارجی مانند تیا آمده باشند. طبق این مطالعه، تیا احتمالاً نوعی کندریت بوده است؛ سنگی غنی از کربن و ترکیبات آلی که معمولاً در نواحی دورتر از خورشید شکل میگیرد.
این یافتهها نشان میدهد که پیدایش حیات در سیارات فراخورشیدی مشابه زمین، فرآیندی ساده و قطعی نیست؛ زیرا مواد ضروری برای حیات ممکن است در نواحی دیگری از منظومه شکل گرفته باشند. کلاوس مزگر، استاد بازنشستهی ژئوشیمی از دانشگاه برن و یکی از نویسندگان این تحقیق، میگوید: «این پژوهش نشان میدهد که فراهمبودن شرایط زیستپذیری در کیهان، امری قطعی نیست و به عوامل خاص و گاه تصادفی وابسته است.»
نتایج این تحقیق در تاریخ اول اوت در ژورنال Science Advances منتشر شد. اما این تنها مطالعهی اخیر دربارهی تیا نیست. پژوهش دیگری که قرار است در شمارهی ۱۵ نوامبر ژورنال Icarus منتشر شود، نشان میدهد که تیا مقدار قابلتوجهی آب نیز به زمین منتقل کرده و آثار آن هنوز در گوشتهی زمین قابل مشاهده است.
پدرو ماچادو، اخترفیزیکدان مؤسسهی اخترفیزیک و علوم فضایی پرتغال و یکی از نویسندگان این پژوهش، میگوید وجود آب در گوشتهی زمین برای زمینشناسان معمایی است؛ زیرا آب چگالی کمتری نسبت به مواد گوشته دارد و انتظار میرود بهجای باقیماندن در اعماق، به سمت پوسته یا اقیانوسها حرکت کند. او توضیح میدهد که شبیهسازیهای انجامشده نشان میدهد برخورد تیا با زمین اولیه، حجم زیادی آب را به لایههای داخلی زمین منتقل کرده است. از آنجا که حرکت آب از اعماق به سطح زمانبر است، مدتی طول کشیده تا این آب در سطح زمین یا اقیانوسها ظاهر شود.
