Cambridge Bilim Adamları Yaşamın Yapı Taşlarının Kökenine İlişkin Yeni Teoriyi Açıkladı…

Cambridge Bilim Adamları Yaşamın Yapı Taşlarının Kökenine İlişkin Yeni Teoriyi Açıkladı. Cambridge Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, grafitleşme adı verilen ve Dünya’nın erken dönemlerinde proteinler, fosfolipitler ve nükleotidler gibi yaşam inşa eden temel molekülleri üretebileceğini teorileştirdikleri bir süreç belirlediler. Life dergisindeki bir çalışmada vurgulanan bu süreç, göksel etkilerden ve demir ve su ile etkileşimlerden kaynaklanan yüksek sıcaklıkların kimyasal ortamları basitleştirebileceğini ve onları yaşamın gerekli bileşenlerinin oluşumuna elverişli hale getirebileceğini öne sürüyor.

Yaşam için gerekli kimyasallar oraya nasıl geldi?

Bu sürecin gerçekleşme olasılığı neden diğerlerinden daha fazladır? Önceki modellerdeki problemlerin çoğu, nitrillerle birlikte başka ürünlerin de yaratılmasıdır. Bu durum, yaşamın oluşumunu engelleyen karmaşık bir sistem ortaya çıkarmaktadır. Cavendish Laboratuvarı Deneysel Astrofizik Yardımcı Doçenti ve çalışmanın ortak yazarı Dr. Paul Rimmer, ‘Hayatın büyük bir kısmı basitliktir’ dedi. ‘Bu bir düzendir.

Kimyanın neler olabileceğini kontrol ederek karmaşıklığın bir kısmından kurtulmanın bir yolunu buluyor.’ Yaşamın dağınık bir ortamda oluşmasını beklemiyoruz. Dolayısıyla büyüleyici olan şey, grafitleşmenin kendisinin çevreyi nasıl temizlediğidir, çünkü süreç yalnızca bu nitrilleri ve izonitrilleri çoğunlukla inert yan ürünlerle birlikte oluşturur.

Prebiyotik hammaddenin temiz, yüksek verimli üretimi için burada önerdiğimiz senaryonun şematik bir temsili. Olaylar sol üstten itibaren saat yönünde ilerliyor: Birincisi, Dünya’nın nötr bir atmosferi var. Bu , önemli miktarda metan ve amonyak içeren devasa bir H2 atmosferi oluşturmak üzere çarpma tertibatının metal çekirdeğinin oksidasyonu yoluyla 4,3 Ga’daki devasa bir çarpışmanın ardından azalır . Bu atmosfer, fotokimyanın karmaşık nitrojen açısından zengin organikleri biriktiren, tolin açısından zengin bir bulanıklık üretmesiyle (<1 bin yıl içinde) hızla soğur. Bu organik maddeler magma ile etkileşime girerek giderek gömülür ve grafitleşir. H2 uzayda kaybolup tekrar nötr hale geldikçe atmosfer temizlenir . Son olarak, magmatik gazlar grafit ile etkileşime girer ve yüksek verimde temiz HCN, HC3N ve izonitril üretmek üzere temizlenir.

‘İlk başta bunun her şeyi bozacağını düşündük ama aslında her şeyi çok daha iyi hale getiriyor. Kimyayı temizliyor’ dedi Rimmer. Bu, grafitleşmenin bilim adamlarının aradığı basitliği ve yaşam için gereken temiz ortamı sağlayabileceği anlamına geliyor.

Süreç nasıl işliyor?

Hadean eon, Dünya’nın modern Dünyamızdan çok farklı olduğu, Dünya tarihinin en erken dönemiydi. Bazen gezegen büyüklüğündeki enkazların yarattığı etkiler duyulmamış bir şey değildi.

Çalışma, yaklaşık 4,3 milyar yıl önce Dünya’ya kabaca ay büyüklüğünde bir nesne çarptığında, içerdiği demirin Dünya’daki suyla reaksiyona girdiğini teorileştiriyor. Cambridge’deki Astronomi Enstitüsü ve Yer Bilimleri Bölümü’nde doğa felsefesi profesörü olan ortak yazar Dr. Oliver Shorttle, “Ay büyüklüğünde bir şey Dünya’nın erken saatlerinde çarptı ve büyük miktarda demir ve diğer metalleri biriktirmiş olmalı” dedi.

Demir-su reaksiyonunun ürünleri, Dünya yüzeyinde yoğunlaşarak katrana dönüşür. Katran daha sonra 1500°C’nin üzerinde magma ile reaksiyona girer ve katrandaki karbon, grafite (karbonun son derece kararlı bir formu) ve modern kurşun kalem uçlarında kullandığımız şeye dönüşür! ‘Demir suyla reaksiyona girdiğinde, yoğunlaşacak ve yer kabuğuyla karışacak bir sis oluşuyor. Shorttle, ısıtmanın ardından geriye kalanın nitrojen içeren faydalı bileşikler olduğunu söyledi.

Bu fikri destekleyecek hangi kanıtlar var?

Bu teoriyi destekleyen kanıtlar kısmen komatiitik kayaların varlığından gelmektedir. Komatiit, çok sıcak magmanın (>1500°C) soğuması sonucu oluşan bir volkanik kaya türüdür. ‘Komatiite ilk olarak Güney Afrika’da bulundu. Shorttle, kayaların yaklaşık 3,5 milyar yıl öncesine ait olduğunu ifade etti.

‘En önemlisi, bu kayaların yalnızca 1700°C civarındaki kavurucu sıcaklıklarda oluştuğunu biliyoruz! Bu, magmanın zaten katranı ısıtacak ve faydalı nitrillerimizi yaratacak kadar sıcak olduğu anlamına geliyor.’ Bağlantı doğrulandıktan sonra yazarlar, nitrojen içeren bileşiklerin bu yöntemle yapılabileceğini öne sürüyorlar; komatiti gördüğümüz için, erken Dünya’daki magma sıcaklığının bazen 1500°C’yi aşmış olması gerektiğini biliyoruz.

Sırada ne var?

Şimdi deneyler laboratuvarda bu koşulları yeniden yaratmaya çalışmalı ve sistemde kaçınılmaz olarak bulunan suyun nitrojen bileşiklerini yiyip parçalayıp parçalamadığını incelemelidir. Rimmer, “Bu moleküllerin Dünya’daki yaşamı başlattığından emin olmasak da, yaşamın yapı taşlarının suda hayatta kalan moleküllerden oluşması gerektiğini biliyoruz” dedi. ‘Gelecekteki deneyler nitrillerin hepsinin parçalandığını gösterirse, o zaman farklı bir yol aramamız gerekecek.’