بیگ بنگ: براساس مطالعه ی جدیدی، مجراهای داغ بستر دریا می توانند بصورت خودبه خود مولکول های آلی مورد نیاز برای حیات را تشکیل داده باشند. این مطالعه نشان می دهد که چگونه سطح ذرات کانی درون مجراهای گرمابی دارای خصوصیات مشابه آنزیم ها (مولکول های زیست شناختی که واکنش های شیمیایی جانداران را کنترل می کنند) هستند. این به این معناست که مجراها می توانستند از CO2 حل شده در آب، مولکول های کربن- مبنای ساده ای مانند متانول و اسید فورمیک ایجاد کنند.

این کشف که در مجله ی ارتباطات شیمیایی منتشر شد، نشان می دهد که چگونه بلوک های سازنده اصلی شیمی آلی قبل از ظهور حیات در طبیعت تشکیل شدند، و توانستند در ظهور اولین اشکال حیات نقش داشته باشند. همچنین، این مطالعه دارای یک کاربرد عملی است که نشان دهنده نحوه تولید محصولاتی مانند پلاستیک و سوخت ها از CO2 بجای نفت است.

نورا د لئو سرپرست این تیم می گوید: « تصورات زیادی وجود دارد که مجراهای گرمابی می توانند محل آغاز حیات بر روی زمین باشند. CO2 حل شده زیادی در آب وجود دارد، که می تواند کربن مواد شیمیایی جانداران زنده را تامین کند و انرژی زیادی وجود دارد، زیرا این آب، داغ و متلاطم است. چیزی که تحقیق ما ثابت کرد این است که این مجراها خصوصیات شیمیایی مشابهی دارند که مولکول ها را برای ترکیب شدن دوباره و ایجاد مولکولهایی که در ارتباط با جانداران زنده وجود دارند، حمایت می کند.»

نتایج آزمایشگاهی این تیم با شبیه سازی کامپیوتری، برای بدست آوردن شرایطی که در آن ذرات کانی، تبدیل CO2 به مولکول های آلی را کاتالیز می کند، ترکیب شد. این آزمایشات شرایط درون مجراهای داغ موجود در بستر دریاهای عمیق را ایجاد کردند، جایی که آب های داغ و تقریباً قلیایی غنی از CO2، کانی گریجیت (Fe3S4) قرار گرفته در سطح داخلی این مجراها را فعال می کند. این آزمایشات به فرآیندهای شیمیایی در حال انجام اشاره دارد. این شبیه سازی ها که توسط ابر کامپیوتر UCL’s Legion و HECToR انجام شد، منجر به مشاهده نحوه واکنش مولکول به مولکول CO2 و گریجیت شد و به درک بهتر آنچه در آزمایش رخ می دهد، کمک کرد. قدرت محاسباتی و تخصص برنامه نویسی برای شبیه سازی دقیق رفتار مولکول های منفرد تنها در دهه گذشته در دسترس بوده است.

ناتان هالینگورث نویسنده همکار این مطالعه می گوید: « ما دریافتیم که سطوح ساختارهای بلوری این مجراها مانند کاتالیز عمل می کنند و تغییرات شیمیایی موادی که برآن ها می نشیند را تقویت می کند. آن ها مانند آنزیم موجود در جانداران زنده رفتار می کنند، پیوندهای بین کربن ها و اکسیژن ها را می شکنند. این واکنش به آن ها اجازه می دهد با آب ترکیب شوند و اسید فرمیک، اسید استیک، متانول و اسید پیروویک را تولید کنند. زمانی که در محیط ترکیبات شیمیایی کربن-مبنای ساده ای مانند ترکیبات ذکر شده در بالا وجود داشته باشد، راه برای تولید ترکیبات پیچیده تر کربن-مبنا باز می شود.»

تئوری های نحوه ظهور حیات نشان می دهد که افزایش ترکیبات کربن- مبنای پیچیده منجر به تشکیل مولکول های خودساز می شود و نهایتاً اولین زندگی سلولی حیات شکل می گیرد. این پژوهش نحوه ایجاد اولین مرحله این سفر را نشان می دهد. ثابت شده است که مولکول های آلی ساده می توانند در طبیعت بدون جانداران زنده وجود داشته باشند. همچنین تایید شده است که مجراهای گرمابی حداقل در بخشی از این فرآیند، مکان محتمل هستند.

همچنین این مطالعه می تواند کاربرد عملی داشته باشد و روشی را ایجاد کند که ترکیبات شیمیایی کربن- مبنا از CO2 و بدون نیاز به به گرما و فشار ایجاد شوند. این فرآیند می تواند، در دراز مدت به عنوان ماده خام محصولاتی از قبیل پلاستیک، کود شیمیایی و سوخت ها جانشین نفت شود. این مطالعه، اگرچه در مقیاس کوچک، نشان می دهد که این قبیل محصولات (که درحال حاضر توسط مواد خام تجدیدناپذیر ایجاد می شوند) می توانند به وسیله موادی که بیشتر با محیط زیست سازگار هستند، ایجاد شوند. اگر این فرآیند از لحاظ تجاری عملی شود، نه تنها باعث ذخیره نفت می شود، بلکه باعث مصرف CO2 (یک گاز گلخانه ای) به عنوان ماده خام می شود.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: astrobio.net