Meteoritok és vulkánok anyaga segíthette az élet kialakulását

Német kutatók vizsgálták meg, hogy milyen módon jöhettek létre a bolygónkon kialakuló élethez szükséges szerves molekulák. Két fő elméleti lehetőség létezik: egyik szerint készen kaptuk őket (a világűrben számtalan ilyen molekulát ki lehet mutatni), illetve itt, helyben születtek meg, a földi körülmények közepette. Az élet első jelei 3,8-4,1 milliárd évesek, vagyis bolygónk létrejötte után 400-700 millió évvel, vagyis meglehetősen hamar kialakult az élet, ez pedig azt jelenti, hogy az ehhez szükséges molekuláknak már 4,4 milliárd éve rendelkezésre kellett állniuk. A német kutatók egy olyan lehetséges módszerről számoltak be, amiben vasmeteoritok játszhattak jelentős szerepet azzal, hogy katalizátorként serkentették e molekulák nagy mennyiségű létrejöttét.

A katalizátorok olyan anyagok, amelyek valamilyen tulajdonságuk révén felgyorsítják egy kémiai reakció folyamatát úgy, hogy eközben ők maguk nem vesznek részt a reakcióban.

A vasmeteoritokból a légköri felizzás és a becsapódás során a vas egy része elpárolog, s nanométeres nagyságrendű vas-szemcsék születnek e módon. A kutatókban felmerült, hogy a szintetikus kőolajszármazékok előállításában alkalmazott Fischer–Tropsch-eljáráshoz hasonlóan esetleg e vas-szemcsék katalizátorként kaphattak szerepet az élethez szükséges szénhidrogén molekulák létrejöttében, légköri szén-monoxid, szén-dioxid és hidrogén felhasználásával.

Dr. Oliver Trapp, a müncheni Ludwig-Maximilian Egyetem professzora, a kutatás vezetője elmondta: „Amikor a Campo del Cielo vasmeteorit vas, nikkel, kevéske kobalt és még kevesebb irídium összetételére ránéztem, eszembe jutott, hogy ez tökéletes Fischer-Tropsch katalizátor lehetett.” Felmerült, hogy kísérletileg kellene vizsgálni ezt a lehetőséget. Dimitry Semenov, a kutatás másik résztvevője ezt az elképzelést kiegészítette azzal, hogy vulkáni hamuszemcsék katalizáló szerepének lehetőségét is meg kellene vizsgálni, mivel a fiatal Föld igencsak aktív volt vulkáni szempontból, s mind a légkörben, mind a szilárd felszínen bőven lehetett vulkáni hamu is.

A kísérletekhez egy müncheni állami ásványgyűjteményből kértek meteoritot és a meteorit-eredetű vasat (mind vasmeteoritból, mind pedig vasat is tartalmazó kőmeteoritból), valamint az Etna kitöréséből gyűjtött, vasat szintén tartalmazó vulkáni hamut vizsgáltak meg. Olyan keverékeket állítottak elő, amelyekbe e vas mellett a korai Földön jelen lévő ásványi anyagok is kerültek, amolyan támaszték gyanánt. A kutatók olyannyira igyekeztek a korabeli természetes folyamatokat utánozni, hogy még a vas-szemcséket is az adott forrásnak megfelelő méretben állították elő, különböző módszerekkel. Mivel a korai Föld légkörében nem volt oxigén, ezért azt eltávolították a kísérleteknek helyet biztosító kamrából, az őslégkört nagy részben szén-dioxid és némi hidrogén képviselte a kamrában.

Számos eshetőséget megvizsgáltak, mind a légnyomást, a hőmérsékletet, mind a felhasznált keveréket változtatták, és igen kecsegtető eredményeket kaptak. A vas katalizáló hatásának köszönhetően olyan vegyületek jöttek létre, mint az etanol, metanol, acetaldehid, formaldehid – az utóbbi kettő különösen lényeges elem, mivel a zsírsavak, a nukleobázisok (a DNS és az RNS építőkövei), cukrok és aminosavak kialakulásának fontos építőegységei ezek. Ráadásul több esetben is kialakultak ezek a vegyületek (eltérő hőmérséklet, nyomás, légköri gázarányok és mintegy 15 különböző katalizátor megléte esetében). A kutatók szerint az, hogy sokféle esetben is kialakultak a szükséges molekulák, azt jelzik, hogy igen jó eséllyel megtörténhetett ez a korai Földön is, még ha nem is tudjuk hajszálpontosan, miféle körülmények uralkodtak akkoriban.

Az eredmények azt jelentik, hogy e módszer formájában egy újabb „versenyző” szállt ringbe az élet keletkezésének lehetséges körülményeit feltáró nagy „bajnokságban”. Természetesen nem kell feltétlenül választani, könnyen elképzelhető, hogy többféle eredetű szerves molekula jelenléte is segíthette az élet alapköveinek kialakulását. Az elméletek szerint ezek lehettek a légkörben a villámok kisülése útján (bár ez az elmélet ebben a formában egyre kevéssé valószínű), vagy a vizek mélyén a hidrotermális kürtők, esetleg hévizes tavak mélyén kialakult, a most feltárt vasszemcsék katalizáló hatására születő, vagy épp készen a világűrből érkező molekulák révén is.