Życie na Ziemi może istnieć dzięki niesamowitemu łutowi szczęścia – chemicznemu słodkiemu punktowi, którego większość planet brakuje podczas swojego powstawania, ale naszej udało się trafić.
Nowe badanie to pokazuje Ziemia powstał w niezwykle precyzyjnych warunkach chemicznych, które pozwoliły mu zachować dwa pierwiastki niezbędne do życia, jakie znamy: fosfor i azot. Bez doskonałej równowagi tych elementów, a skalista planeta Z badania wynika, że na powierzchni mogą wydawać się nadające się do zamieszkania, jednak zasadniczo nie są w stanie wspierać biologii.
Wygląda na to, że Ziemia uderzyła w ten delikatny, chemiczny punkt podczas swojego działania tworzenie prawie 4,6 miliarda lat temu, a nowe odkrycia mogą zmienić sposób, w jaki naukowcy szukać obcego życia– stwierdzili naukowcy.
Kiedy młody tworzą się planetyczęsto są częściowo lub całkowicie stopione. Gdy metale ciężkie opadają do wewnątrz, tworząc rdzeń, lżejsze materiały pozostają bliżej powierzchni. Podczas tego chaotycznego etapu, zwanego tworzeniem rdzenia, ilość obecnego tlenu odgrywa decydującą rolę w określeniu, dokąd trafią inne pierwiastki – i czy pozostaną one dostępne dla przyszłego życia.
Badanie sugeruje, że poziom tlenu musi mieścić się w zaskakująco wąskim zakresie, aby zarówno fosfor, jak i azot mogły pozostać w organizmie płaszcz i skorupa planety. Za mało tlenu, a fosfor wiąże się z żelazem i jest wciągany do rdzenia, pozbawiając powierzchnię składnika kluczowego dla DNA, błon komórkowych i przenoszenia energii. Za dużo tlenu i azotu łatwiej jest uciekać w przestrzeń kosmiczną. Tak czy inaczej, chemia potrzebna do życia nigdy w pełni się nie łączy.
Korzystając z modeli powstawania planet i zachowań geochemicznych, naukowcy odkryli, że Ziemia znajduje się dokładnie w wąskim zakresie średniego poziomu tlenu, który nazwali związkiem chemicznym Strefa Złotowłosej. Ostatecznie nasza planeta zachowała wystarczającą ilość fosforu i azotu, aby później wykorzystać biologię jako paliwo – wynik, który może nie być powszechny wśród skalistych światów.
„Nasze modele wyraźnie pokazują, że Ziemia znajduje się dokładnie w tym zakresie” – stwierdził Walton w oświadczeniu. „Gdybyśmy podczas meczu mieli trochę więcej lub trochę mniej tlenu tworzenie rdzenianie byłoby wystarczającej ilości fosforu i azotu do rozwoju życia.”
Z drugiej strony badacze modelowali także powstawanie innych planet, takich jak Marsgdzie poziom tlenu znajdował się poza tą chemiczną strefą Złotowłosej. Na przykład na Marsie modele pokazują więcej fosforu w płaszczu niż na Ziemi, ale mniej azotu, co według oświadczenia stwarza trudne warunki dla życia, jakie znamy.
Odkrycia podważają tradycyjne skupienie się na strefie mieszkalnej, czyli regionie wokół a gwiazda gdzie może występować woda w stanie ciekłym. Chociaż woda ma kluczowe znaczenie, badanie sugeruje, że może to być tylko część problemu. Planeta mogłaby krążyć w odpowiedniej odległości od swojej gwiazdy, a mimo to brakowałoby jej wewnętrznego składu chemicznego niezbędnego do pojawienia się życia.
Co najważniejsze, warunki tlenowe, które kształtują ten proces, są powiązane ze składem chemicznym samej gwiazdy macierzystej. Ponieważ planety powstają z tego samego materiału, co ich gwiazdy, chemia gwiazd może przede wszystkim wskazywać, czy układ jest w ogóle zdolny do tworzenia planet przyjaznych życiu.
Jeśli badacze mają rację, Ziemia może być nie tyle kosmiczną normą, co raczej szczęśliwym wyjątkiem – planetą, która wcześnie trafiła w rzadką chemiczną wygraną. Wykorzystanie Ziemi jako punktu odniesienia może pomóc naukowcom w osiągnięciu konkretnych celów egzoplanety które najprawdopodobniej mają idealną równowagę elementów niezbędnych do życia.
„Dzięki temu poszukiwanie życia na innych planetach jest o wiele bardziej szczegółowe” – powiedział Walton. „Powinniśmy szukać układów słonecznych z gwiazdami przypominającymi nasze słoneczny.”
Ich ustalenia były opublikowany 9 lutego w czasopiśmie Nature Astronomy.
