Μια πρωτοποριακή μελέτη από το Ινστιτούτο Γεωλογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Βέρνης καθόρισε για πρώτη φορά με ακρίβεια το χρονοδιάγραμμα για τον χημικό σχηματισμό του πλανήτη μας. Η έρευνα αποκαλύπτει ότι το πρωταρχικό δομικό σώμα που θα έδινε τελικά μορφή στη Γη απέκτησε τη χαρακτηριστική του στοιχειακή σύνθεση μέσα σε ένα μέγιστο χρονικό όριο τριών εκατομμυρίων χρόνων μετά τη γέννηση του Ηλιακού Συστήματος.
Αυτό το εύρημα είναι σημαντικό, γιατί τοποθετεί ένα θεμελιώδες γεγονός της πλανητικής ιστορίας σε ένα απίστευτα σύντομο χρονικό διάστημα. Ενισχύει, δε, τη θεωρία ότι οι αναγκαίες συνθήκες για την εμφάνιση της ζωής δεν υπήρχαν εξαρχής στη Γη, αλλά ήρθαν αργότερα, μέσω ενός κατακλυσμικού γεγονότος: της σύγκρουσης με έναν άλλο, μικρότερο πλανήτη, πλούσιο σε πτητικά στοιχεία.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances, ξεκινά από ένα θεμελιώδες παράδοξο. Το νέφος αερίων και σκόνης από το οποίο σχηματίστηκαν όλα τα σώματα του Ηλιακού Συστήματος ήταν πλούσιο σε πτητικά στοιχεία — εκείνα με χαμηλά σημεία βρασμού, τα οποία είναι απαραίτητα για τη βιοχημεία, όπως το υδρογόνο, ο άνθρακας ή το θείο.
Ωστόσο, στις εσωτερικές περιοχές του συστήματος, όπου η εγγύτητα στον Ήλιο διατηρούσε τις θερμοκρασίες εξαιρετικά υψηλές, αυτές οι ενώσεις δεν μπορούσαν να συμπυκνωθούν ώστε να ενσωματωθούν σε στέρεα υλικά. Παρέμειναν σε αέρια φάση, με αποτέλεσμα οι δομικοί λίθοι των βραχωδών πλανητών -δηλαδή του Ερμή, της Αφροδίτης, της Γης και του Άρη- να «γεννηθούν» χημικά άνυδροι, στερούμενοι σε μεγάλο βαθμό των συστατικών που αργότερα θα καθιστούσαν δυνατή την ύπαρξη ωκεανών και ατμόσφαιρας.
Ο Δρ. Pascal Kruttasch, κύριος συγγραφέας της μελέτης και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Imperial College London, εξήγησε τη μεθοδολογία που κατέστησε δυνατή την αποκάλυψη αυτής της διαδικασίας: «Χρησιμοποιήσαμε ένα σύστημα ακριβούς χρονομέτρησης βασισμένο στη ραδιενεργό διάσπαση του μαγγανίου-53, ενός ισοτόπου που υπήρχε στο πρώιμο Ηλιακό Σύστημα και το οποίο διασπάται σε χρώμιο-53 με χρόνο ημιζωής περίπου 3,8 εκατομμύρια χρόνια».
Μεθοδολογία και συμπεράσματα της μελέτης: Ο πλανήτης ήταν αφιλόξενος για τη ζωή
Αυτή η τεχνική, ένα ισοτοπικό «ρολόι» πρωτοφανoύς ακρίβειας, επέτρεψε στους ερευνητές να χρονολογήσουν γεγονότα που συνέβησαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια με περιθώριο σφάλματος μικρότερο του ενός εκατομμυρίου ετών — ένα αναλυτικό επίτευγμα που, σύμφωνα με τον συν-συγγραφέα και Ομότιμο Καθηγητή Γεωχημείας Klaus Mezger, κατέστη δυνατό μόνο χάρη στην διεθνώς αναγνωρισμένη τεχνογνωσία και τις υποδομές που διαθέτει το Πανεπιστήμιο της Βέρνης για την ανάλυση εξωγήινων υλικών.
Συνδυάζοντας ισοτοπικά και στοιχειακά δεδομένα από μετεωρίτες και επίγειους βράχους, και στηριζόμενοι σε υπολογιστικά μοντέλα, η ομάδα κατόρθωσε να ανασυνθέσει τη συσσώρευση της πρώιμης Γης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μοναδική χημική υπογραφή του πλανήτη μας, το συγκεκριμένο μοτίβο στοιχείων που τον συνθέτει, καθορίστηκε μέσα σε ένα χρονικό διάστημα που κορυφώθηκε τρία εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό του Ηλιακού Συστήματος. Δεδομένου ότι το Ηλιακό Σύστημα εκτιμάται ότι σχηματίστηκε πριν από 4,568 δισεκατομμύρια χρόνια, το παράθυρο χρόνου για τον καθορισμό της βασικής χημικής ταυτότητας της Γης ήταν, όπως λέει ο Kruttasch, εκπληκτικά γρήγορο.
Αυτή η ταχύτητα έχει βαθιά σημασία: η πρωτο-Γη εμφανίστηκε ως ξηρός και βραχώδης πλανήτης, ένας εγγενώς εχθρικός τόπος για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Η αρχική χημική ξηρασία του πλανήτη υποδεικνύει σχεδόν αναπόφευκτα ότι ένα εξωτερικό γεγονός υπήρξε ο «προμηθευτής» των πτητικών στοιχείων.
Η υπόθεση που ενισχύεται με αυτή τη μελέτη είναι αυτή της σύγκρουσης με τη Theia , έναν πλανήτη στο μέγεθος του Άρη, που θα είχε σχηματιστεί σε μια πιο ψυχρή περιοχή, πιο μακριά από τον Ήλιο, όπου οι πτητικές ενώσεις, όπως το νερό, μπορούσαν να συσσωρευτούν σε ουράνια σώματα.
«Χάρη στα αποτελέσματά μας, γνωρίζουμε ότι η πρωτο-Γη ήταν αρχικά ένας ξηρός και βραχώδης πλανήτης. Μπορούμε επομένως να υποθέσουμε ότι μόνο η σύγκρουση με τη Theia έφερε τα πτητικά στοιχεία στη Γη και, τελικά, κατέστησε δυνατή την ύπαρξη της ζωής», λέει ο Kruttasch.
Ανατροπή: Η Σελήνη γεννήθηκε σε λίγες ώρες και όχι σε εκατομμύρια χρόνια
Η έρευνα υπερβαίνει την απλή χρονολόγηση και εμβαθύνει στις συνθήκες κατοικήσιμου πλανήτη στο σύμπαν. Ο καθηγητής Mezger τονίζει τον τυχαίο χαρακτήρα της ύπαρξής μας: η Γη δεν οφείλει την τρέχουσα ικανότητά της να φιλοξενεί ζωή σε μια συνεχή και αναπόφευκτη ανάπτυξη, αλλά πιθανότατα σε ένα τυχερό γεγονός — τη μεταγενέστερη σύγκρουση με ένα εξωτερικό σώμα πλούσιο σε νερό.
Αυτό καθιστά σαφές ότι η κατοικήσιμη φύση στο σύμπαν είναι κατά κανόνα μακριά από το να θεωρείται αναπόφευκτη. Η ζωή, σύμφωνα με αυτή την οπτική, δεν θα ήταν το προβλέψιμο αποτέλεσμα μιας ήρεμης και τακτικής διαδικασίας, αλλά μάλλον το τυχερό αποτέλεσμα μιας κοσμοϊστορικής σύγκρουσης.
Η έρευνα δεν τελειώνει εδώ. Η επόμενη πρόκληση, σύμφωνα με τον Kruttasch, είναι η απόλυτη κατανόηση της ίδιας της σύγκρουσης. Μέχρι σήμερα, το φαινόμενο της σύγκρουσης δεν έχει γίνει επαρκώς κατανοητό.
Είναι αναγκαία μοντέλα ώστε να εξηγηθούν πλήρως, όχι μόνο τα χαρακτηριστικά της Γης και της Σελήνης, αλλά και η χημική τους σύσταση και οι ισοτοπικές τους υπογραφές.
Η μελλοντική μελέτη, εστιάζει στην πιο ακριβή εξομοίωση του καθοριστικού γεγονότος που έκανε γόνιμο έναν άγονο κόσμο με πρωτόγονα υλικά και που άνοιξε κατά λάθος, τον δρόμο για τη δημιουργία της βιόσφαιρας.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου