Nehezen alakult ki villám a Föld ősi légkörében

Az élet keletkezésének egyik népszerű elmélete szerint a villámlások során keletkező kémiai reakciók hozták létre a biológia legfontosabb építőköveit, az aminosavakat bolygónkon, azonban egy új kutatás szerint a villámlással gond lehetett. A Geophysical Research Letters-ben közzé tett eredmények alapján az ősi légkör összetétele nem volt épp ideális ahhoz, hogy abban villámcsapások szülessenek. A dán és szerb kutatókból álló csoport úgy véli, hosszabb időt vehetett igénybe, mire e módszerrel az aminosavak kialakulhattak.

Stanley Miller és Harold Urey 1952-ben kísérleteket végzett: a 3,8 milliárd évvel ezelőtti légkörünket képviselő gázokkal teli üveg edényben szikrák segítségével az élet építőköveit hozták létre. Az elméletük szerint a földi élet keletkezéséhez a légkörünkben kialakuló villámok járulhattak hozzá. Akkoriban azonban úgy vélték még a szakemberek, hogy a légkör elsődlegesen ammóniából és metánból állt össze, azonban az 1990-es évekre kiderült, szén-dioxid és molekuláris nitrogén tette ki a java részét.

Az ember azt hinné, a villámlás egyszerű dolog, ám számos körülménynek kell együtt állnia ahhoz, hogy a légkör legalább egy kis sávban elektromosan vezetővé váljon. Az elektronok egészen másképp viselkednek egy metán – ammónia légkörben, és egy nitrogén – szén-dioxid légkörben, s ebből következően az elektromos kisülések is másképp fognak viselkedni. Bár a villámlás kérdése az élet alapmolekulái miatt fontos, mégse sokan modellezték korábban, hogy vajon miként is villámlott az ősi légkörünkben.

A kutatócsoport most azt vizsgálta meg, hogy mennyire nagy esélye volt annak, hogy a két eltérő összetételű légkörben az elektronok és a gázmolekulák ütközzenek, modellezték azt, hogy miként jöhet létre szikra, vagyis a villámláshoz elvezető első lépés. Arra jutottak, hogy a szén-dioxid – nitrogén légkörben nehezebben jöhettek létre villámok. A számításaik szerint 28 százalékkal erősebb elektromos tér szükséges ahhoz, hogy ebben modern elmélet szerinti őslégkörben kialakulhassanak a villámlást megalapozó ionizált, elektromosan vezetőképes légköri csatornák, az ún. streamerek. A modellszámítások szerint ennek okán kevesebb villámcsapás jött létre az ősi földi légkörben, és ez azt eredményezhette, hogy a Miller-Urey elmélet alapján kevesebb aminosav is képződhetett.

Most ugyan csupán a villámok születését modellezték, úgy vélik a szakemberek, hogy az egész villámlási folyamattal, annak kémiai hatásaival együtt is el kellene végezni a modellszámításokat ahhoz, hogy igazán kitisztuljon a kép, s ezzel a villámlások és az élet alapját képező molekulák közti kapcsolat is. Az persze továbbra is kérdéses, hogy egyáltalában ilyen módon jött-e létre az élet, vagy, ahogy az újabb elméletekben felmerült, a hidrotermális oldatokban.