Το χάος των κεραυνών που τρίζουν στον ουρανό έχει εικαστεί ότι διαδραματίζει βασικό ρόλο στην απελευθέρωση στοιχείων όπως ο φώσφορος, καθιστώντας τον πιο προσιτό στην αναπτυσσόμενη ζωή στην αρχαία Γη.
Τώρα, οι επιστήμονες βρήκαν γεωλογικά στοιχεία ότι οι εκκενώσεις κεραυνών που σχετίζονται με ηφαιστειακά γεγονότα μπορεί επίσης να έπαιξαν ρόλο στη δέσμευση του αζώτου, καθιστώντας το διαθέσιμο και για βιολογικές διεργασίες.
Δεδομένου ότι η Γη πιστεύεται ότι ήταν κάποτε πολύ πιο ηφαιστειακά ασταθής στα νεότερα της χρόνια, η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι ο αχαλίνωτος ηφαιστεισμός μπορεί να είναι κρίσιμος για την εμφάνιση της ζωής όπως τη γνωρίζουμε.
«Για πρώτη φορά, σημαντικές ποσότητες νιτρικών αλάτων έχουν ανακαλυφθεί σε ηφαιστειακά κοιτάσματα από πολύ μεγάλες εκρηκτικές εκρήξεις», γράφει μια ομάδα με επικεφαλής τη γεωεπιστήμονα Adeline Aroskay του Πανεπιστημίου της Σορβόννης.
«Αυτά τα ευρήματα παρέχουν γεωλογική υποστήριξη για έναν μοναδικό ρόλο που διαδραματίζουν οι υποαέριες εκρήξεις σε διαδικασίες υψηλής ενεργειακής απαίτησης, οι οποίες ήταν απαραίτητες για την παροχή δομικών στοιχείων για τη ζωή κατά την εμφάνισή της στη Γη».
Κάπως, όταν η Γη ήταν άγρια και νέα, οι διεργασίες στον πλανήτη μας μετέτρεψαν ένα μείγμα συστατικών στα υλικά που απαιτούνταν για να ξεκινήσει η ζωή. Ένα από τα πράγματα που χρειάζεται η ζωή είναι το άζωτο, ένα απαραίτητο θρεπτικό συστατικό για την οικοδόμηση πραγμάτων όπως πρωτεΐνες, αμινοξέα και νουκλεϊκά οξέα.
Η Γη έχει σωρούς αζώτου. περίπου το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιρας αποτελείται από τα πράγματα. Αλλά η βιολογία δεν μπορεί να έχει πρόσβαση στην ατμοσφαιρική της μορφή μοριακού αζώτου, ή N 2 . Τα άτομα αζώτου πρέπει να διαχωριστούν και να στερεωθούν σε άλλα άτομα για να σχηματίσουν πιο αντιδραστικές ενώσεις, όπως νιτρικά άλατα ή αμμωνία.
Τώρα που υπάρχει ζωή, βιολογικές διεργασίες όπως αυτές στα μικρόβια που ζουν στις ρίζες των φυτών μπορούν να επιταχύνουν τη διαδικασία. Οι ανθρώπινες βιομηχανικές τεχνικές μπορούν επίσης να αντλούν άζωτο και να αντλούν ενώσεις όπως η αμμωνία από το φορτίο της δεξαμενής.
Αλλά πριν υπάρξει ζωή, χρειαζόταν μια μη βιολογική διαδικασία για να ξεκινήσει η δέσμευση αζώτου. Και εδώ είναι που ο ηλεκτρισμός – ο κεραυνός – μπαίνει στο παιχνίδι. Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορούν να σταθεροποιήσουν το άζωτο, όπως καθιερώθηκε για πρώτη φορά το 1784 .
Και, επειδή οι αστραπές είναι τόσο πανταχού παρόντες κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων, που προκαλούνται από τα τεράστια φουσκωμένα σύννεφα τέφρας , οι επιστήμονες σκέφτηκαν ότι οι ηφαιστειακές αστραπές μπορεί να έπαιξαν ρόλο στην ενεργοποίηση του κύκλου του αζώτου προτού η ζωή στριμώξει τον δρόμο της στον κόσμο.
Πειραματικές μελέτες έδειξαν ότι αυτό ήταν δυνατό – αλλά τα γεωλογικά στοιχεία για σταθερό άζωτο ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας ήταν ελάχιστα στο έδαφος.
Η Aroskay και η ομάδα της βρήκαν αυτά τα στοιχεία, με τη μορφή νιτρικών αλάτων που είναι ενσωματωμένα σε αρχαίες ηφαιστειακές αποθέσεις. Συνέλεξαν δείγματα από μια σειρά ηφαιστειακών καταθέσεων από εκρηκτικές εκρήξεις στην Τουρκία και το Περού, που έλαβαν χώρα μεταξύ 1,6 και 20 εκατομμύρια χρόνια πριν, και αναζήτησαν ειδικά για νιτρικά άλατα, τα οποία είναι το τελικό προϊόν της οξείδωσης του αζώτου.
Βρήκαν σημαντικές συγκεντρώσεις νιτρικών αλάτων σε όλες τις αποθέσεις που πήραν δείγμα, με χαρακτηριστικά που έδειχναν ότι το μεγαλύτερο μέρος τους σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων. Αυτό, είπαν οι ερευνητές, ήταν αξιοσημείωτο.
Δείξαν επίσης νεότερα ηφαιστειακά κοιτάσματα, ηλικίας περίπου μεταξύ 75.000 και 55.000 ετών, από λιγότερο εκρηκτικές εκρήξεις. και εκεί βρήκαν νιτρικά άλατα.
Δεν υπήρχε συσχέτιση μεταξύ της ηλικίας του κοιτάσματος και της συγκέντρωσης των νιτρικών αλάτων, πράγμα που σημαίνει, πιστεύουν οι ερευνητές, ότι η εναπόθεση των ενώσεων δεν είναι αποτέλεσμα σταδιακών διεργασιών που συμβαίνουν σε μεγάλα χρονικά διαστήματα. Τα νιτρικά άλατα απορρίπτονται στον ηφαιστειακό βράχο με μια πτώση.
Οι συγκεντρώσεις θείου και χλωρίου στα κοιτάσματα ήταν επίσης σύμφωνες με ηφαιστειακή προέλευση. Συνολικά, αυτό υποδηλώνει ότι ο ηφαιστειακός κεραυνός μπορεί να σταθεροποιήσει το άζωτο σε ποσότητες αρκετά σημαντικές ώστε να διαδραματίσουν ρόλο στην εμφάνιση της ζωής.
Και θα μπορούσε να μας δώσει ένα εργαλείο για να ερμηνεύσουμε άλλα κοιτάσματα νιτρικών αλάτων σε όλο τον κόσμο. Στην έρημο Ατακάμα, για παράδειγμα, η παρουσία νιτρικών αλάτων αποδόθηκε στην ατμοσφαιρική εναπόθεση, επειδή θεωρήθηκε ότι οι αναλογίες των ισοτόπων οξυγόνου δεν ήταν δυνατές με την ηφαιστειακή εναπόθεση. Τα ευρήματα της ομάδας δείχνουν ότι αυτοί οι δεσμοί είναι πιθανοί σε μεγάλα εκρηκτικά γεγονότα.
“Η ανακάλυψη νιτρικών αλάτων σε ηφαιστειακά κοιτάσματα τα καθιστά τα πρώτα στοιχεία πεδίου και γεωλογικό αρχείο στερέωσης Ν από ηφαιστειακό κεραυνό, και αυτό μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις”, γράφουν οι ερευνητές .
“Υπολογίζουμε ότι, κατά μέσο όρο, περίπου 60 teragrams αζώτου μπορούν να σταθεροποιηθούν κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου εκρηκτικού γεγονότος. Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν έναν μοναδικό ρόλο που μπορεί να διαδραματίσουν οι υποαέριες εκρηκτικές εκρήξεις στην παροχή βασικών συστατικών για την εμφάνιση ζωής στη Γη.”
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences .
Ακολουθήστε το Hellas-now.com στο Facebook και στο Google news. Μπορείτε επίσης να μας βρείτε στο Telegram και στο Twitter
