האם אכן הקומטות הן שמביאות את מרכיבי החיים לכדור הארץ? מחקר חדש מבהיר חלק מהתמונה
הרעיון שתאוריית הקומטות היא שברומנטיקה של ההתחלה של החיים על פני כדור הארץ, ומחקר חדש מנסה לבחון את ההשערה הזו באופן מדעי וממוקד יותר. לפי תוצאות של כמאה אלף סימולציות מחשב שנעשו בהקשר של פגיעות קוסטות של קומטות בתום תקופת עידן היותר קדום של כדור הארץ, יותר מחצי מהמקרים לא הביאו לפחות כמות משמעותית של חומצאי החנקן (מולקולה בסיסית וחשובה) אל פני השטח של כדור הארץ. כך מדווח מחקר שפורסם בכתב העת Scientific Reports.
התוצאה לא סותרות את החשיבות של הקומטות במקורות החיים
חשוב לציין שהתוצאות הללו אינן שוללות את ההשערה שמים וקומטות יכלו במידת מה לתרום להיווצרות החיים. להפך, הן מצמצמות את אחד הנתיבים האפשריים ומציגות השוואה מפתיעה: מאדים, שכן האטמוספירה הצרה והנמוכה שלו מאפשרת לפגיעות הקומטיות להיות יעילות יותר באופן יחסי, אולי הייתה מתאימה יותר ליצירת חומרים כימיים דרושים לתהליך מבעוד מועד, מאשר כדור הארץ.
הקירבות והחסמים של הפגיעה והכימיה
החומצה החנקנית היא מולקולה פשוטה המורכבת מזרחן, פחמן וחנקן. במעבדות חקר הכימיה, היא משמשת כנקודת התחל שלה לבניית ליפידים, סוכרים ובסיסי בסיס הקיימים ב-RNA ו-DNA. עבור הקומטות, היא מצויה בשפע, ולכן נבחרה כנקודת מבחן טבעית לבדיקה.
החוקרים, בהם ריצ'רד אנטסלאו מאוניברסיטת קיימברידג', סימנו כיצד שורדים מולקולות החומצה החנקנית בתהליך החדירה לאטמוספירה והפגיעה בקרקע. מהמחקרים עולה כי בשנתם, יותר ממחצית הפגיעות של הקומטות לא הביאו לכמות משמעותית של חומצה חנקנית על פני הקרום של כדור הארץ. חלק מהקומטות התפרקו באטמוספירה, ואחרים אבדו את המטען הכימי שלהם בחום הגבוה של ההתנגשות, שהוכח כגורם המרכזי לכך. חלק מהקומטות פגעו באוקיינוס, ובמקרה זה המולקולות השרידות היו מתמוססות במהירות במים. רב המולקולות לא שרדו עקב החום העצום וזריזות הירידה.
מאדים – מאוכלס יותר לפיתוח כימיות מורכבות
הניסוי מראה כי בשביל שמולקולת חומצה חנקנית תשרוד את הפגיעה, הקומטה היה חייב להיות גדול יותר מ-100 מטרים, לנוע באיטיות יחסית ולפגוע בזווית רדודה. בממוצע, ההערכות הן כי רק פגיעות בודדות יותר מאחת מתוך מיליארדי שנים עשויות להביא לכמות משמעותית של המולקולה הזאת על פני כדור הארץ.
מרצים מן המחקר מציינים שהבחירה בחומצה החנקנית נובעת ממנה כמולקה יציבה יחסית לעומת מרכיבים אורגניים אחרים, וכי אם מולקולה זו מתקשה להשרוד, קיים סיכוי שהמרכיבים הפגיעים יותר אינם שורדים כלל.
כדור הארץ מול מאדים: מי שולט על התהליך?
ההשוואה עם כוכבי הלכת הנה מרתקת במיוחד. מאדים, בעל האטמוספירה הדקה יותר, מאפשר פגיעות שמביאות ליותר מפי חמישה הצלחות של הובלת חומצה חנקנית, בהשוואה לכדור הארץ. לעומת זאת, ונוס, עם אטמוספירה כבדה ומלאה, הרסה את רוב הקומטות שיכלו להגיע אליה.
לא מכיוון שקומטות הביאו בהכרח את החיים למאדים, אלא שהמחקר מצביע על כך שאם תהליכים כימיים שהגיעו מכיולים של הקומטות חשובים באזור השמש הפנימי, מאדים היה נפלא להיות המועמד המתאים יותר. סקרי רכב חלל של נאס"א, כמו "פרסווירנס", אספו עדויות מחלקות עתיקות של אגם על מאדים שעשויות להראות סימני חיים קודמים. מחקרים כאלה תורמים להבנת המסלולים הכימיים שאפשרו לחיים להתפתח שם בעבר.
האם הביקורת מעכבת את המודלים?
חוקרים עצמאיים שיבחו את המודלים שהתבצעו, אך זהרו מלהסיק מסקנות נחרצות. סזאר מנור סלבאן, אוסביטולוג תורם מאוניברסיטת אלקלאה בספרד, מציין כי המחקר מחשב את ההסתברות לתהליך הפלטה מסוים, אך לא שולל חד-משמעית את השותפות של הקומטות להיווצרות החיים. הוא מציין גם שהעבודה מתעלמת מזיקות כימיות של היונים מציאויות קלות במינרלים, וכן מרעשי רקע של תהליכים כמו סביבת הים המתרחשת בעקבות פגיעות.
חוקר אחר, ישוע מרטינז פריאס, גאולוג פלנטרי, אמר כי העבודה ברמה הטובה אך התמקדו בחומצה החנקנית בהיבטיהן הצרים ולא שיבחו את תפקיד המים ומרכיבים אורגניים אחרים שמלוּוים על ידי הקומטות.
החוקר אנטסלאו אישר את המגבלות של תוצאות המחקר, שהתקבלו גם ממחקרים קודמים של הקבוצה מקיימברידג', שהראו כי שרידות חומצה חנקנית במפולות במהירויות גבוהות הייתה מוגבלת מאוד, במיוחד בזוויות לא חדות.
מהי עוצמת הראיות ומה צופן העתיד?
מדובר במחקר מבוסס סימולציות שופטים על ידי עמיתים, המתמקד בחקר המנגנונים של ההיסטוריה האנושית של התפתחויות כימיות. במחקר נעשה שימוש במספר סימולציות של תהליכי היסטוריים, מפגיעות קוסמיות ועד לכניסה לאטמוספירה והתנגשויות, אך כמובן שלא ניתן לשחזר לחלוטין את כל תנאיי הכורח של כדור הארץ הקדום, כולל הרכב האטמוספירה או תדירות ההיתקלויות באזורים מסוימים.
תוצאות המחקר מצביעות על כך שהדרך של הובלת חומצה חנקנית באמצעות הקומטות היא לא הַדרך הוודאית — אך קיימות דרכים נוספות ליצירת מולקולות מקדמות לחיים על פני כדור הארץ, כגון פגיעות של אסטרואידים, ברק, פעילות געשית, מעיינות הידרותרמיים וכימיה מונעת על ידי קרינת אולטרה סגולה במאגרים רדודים.
המחקר מדגיש כיצד חלון הזמן היה צר מאוד, שכן בתהליך הפגיעה של הקומטות על פני כדור הארץ, הירידה הייתה חדה והתרחשה בעיקר במהלך המאות המוקדמות של ההיסטוריה שלו. כל מולקולה שמגיעה, הייתה מתפוגגת במהרה, ואם כן, כישלון לחכמה של התהליך – עיתוי מוקדם הוא קריטי.
לכן, המסר המרכזי לקוראים הוא שהסיפור על מקור החיים עוד בכתיבה, ולחלק מהנרטיבים הפופולאריים עשויים להיות שינויים כדי לשקף מציאות חדשה. מחקר זה אינו משבש את ההבנה של הסיכונים היום, שקשורים ליירוטים של חומצה חנקנית על פני כדור הארץ, שהם נמוכים מאוד ביחס לפגיעות גדולות.
העיקרון הסופי הוא שהרוב המוחלט של הפגיעות של הקומטות על פני כדור הארץ הקדום לא הביאו לשרידות משמעותית של חומצה חנקנית, והנחות אלה מצביעות על כך שבסיכוי לא גבוה, ההתרחשות של חיים באמצעות קומטות הייתה נדירה מאוד כאן. מאדים, במיוחד בגלל האטמוספירה הצרה והנמוכה שלו, מוצא עצמו כיעד מתאים יותר לכימיה מסוג זה, וממצב זה תורם להבנה של החיפוש אחר סימני חיים קודמים על מאדים.
