Liệu các vụ bắn phá của sao chổi có giúp kích hoạt sự sống trên Trái Đất

Hàng tỷ năm trước đây, các sao chổi có thể chính là các tác nhân mang lại nguồn nước cho sự sống trên Trái đất, nhưng đó chưa phải là điều duy nhất mà chúng ta phải mang ơn các sao chổi. Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng những vụ bắn phá của các sao chổi và thấy rằng những khối cầu tuyết đó có thể chính là tác nhân tạo ra các phân tử quay trái, và từ đó mới nẩy sinh ra sự sống trên hành tinh Xanh.

Đã có bằng chứng cho thấy có thể các amino axit đã được đưa tới Trái đất từ vũ trụ bên ngoài. Theo Jennifer Blank thuộc Viện SETI (viện nghiên cứu sự sống ngoài Trái đất) thì "Người ta thực sự quan tâm tới việc làm thế nào những viên gạch đầu tiên của sự sống lại xâm nhập được vào Trái đát".

Jennifer và các đồng nghiệp đã nghiên cứu các sao chổi như là một con đường đưa những hợp chất cần thiết cho sự sống vào Trái đất. Chương trình nghiên cứu của họ được NASA tài trợ đang tập trung vào các hiện tượng lửa và xáo trộn do những vụ bắn phá của sao chổi gây ra có thể tạo điều kiện cho quấ trình hình thành những phân tử hữu cơ phức tạp với các cấu hình nhất định.

Phòng thí nghiệm thành phần của Trái đất cổ xưa
Sự sống trên Trái đất sử dụng 20 amino axit để xây dựng lên hàng ngàn hàng vạn protein khác nhau và các a xít này đảm trách vô số các chức năng của những tế bào sống. Các nhà sinh học thiên văn thường tập trung vào nguồn gốc của các amino axit để từ đó tìm hiểu sự sống bắt đầu từ đâu.
Một trong những thí nghiệm đầu tiên nhắm vào việc tái tạo thành phần hóa học của Trái đất cổ xưa đã được Stanley Miller tiến hành vào năm 1953. Ông đã tổng hợp được các amino axit bằng việc sử dụng các tia sét nhân tạo hay các tia lửa điện trong môi môi truờng khí quyển mô phỏng có tính khử bao gồm mê-tan, amonia và hơi nước, một thành phần tuơng tự với khí quyển của hành tinh Jupiter.

Kể từ thí nghiệm tiên phong đó các nhà nghiên cứu đã tin rằng khí quyển của Trái đất thời sơ khai có tính ô xy hóa hơn, và chứa chủ yếu là N2 và CO2.
"Thiếu tính khử, cơ chế tạo thành amino axit của Miller sẽ có hiệu quả thấp hơn" Blank nói.

Một cách để tạo ra các amino axit trên trong vũ trụ là các va chạm giữa các sao chổi. Có rất nhiều các bằng chứng về sự có mặt của các amino axit trên các mảnh thiên thạch. Blank và các đồng nghiệp của bà vẫn đang háo hức muốn biết cái gì sẽ xảy ra khi con tầu mang mầm sống đó đâm vào Trái đất.
Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào các sao chổi chứ không phải các thiên thạch. Mặc dầu sao chổi có mật độ ít hơn các thiên thạch, nhưng khả năng tạo mầm sống của chúng là vượt hơn so với các thiên thạch khô khốc.

Lý do thứ nhất là các sao chổi khi đâm vào Trái đất sẽ ít dữ dội hơn do chúng có tỷ trọng thấp hơn các thiên thạch. Thứ hai, các sao chổi có chứa nước, và đó chính là chiếc chìa khoa của các phản ứng hóa học.

Theo George Cooper, thuộc NASA Ames, thì nếu một sao chổi lao xuống đại dương, các thành phần của nó sẽ nhanh chóng tan đi mất. Nhưng nếu vụ va chạm xẩy ra ở một khu đất khô, có khả năng các phân tử hữu cơ trên "tầu" sẽ đựơc nhân lên nhiều lần. trên những vũng nước nho nhỏ.

Cũng giống như bắn sao chổi vào một cái thùng rượu
Để mô phỏng quá trình sao chổi bắn phá, Blank và các cộng sự của bà đã bắn một viên đạn vào một chiếc hộp kim loại có kích thước bằng một hộp sữa trẻ em. Trong trường hợp này, hộp kim loại lại đóng vai trò của sao chổi, còn viên đạn là bề mặt đất cứng. Trong hộp kim loại có khoang rỗng cỡ một cốc bia nhỏ chứa đầy một loại chất lỏng bao gồm các phân tử hữu cơ.
"Cũng không phải là công nghệ siêu cao gì đâu, nhưng thí nghiệm này có liên quan tới sự phức tạp về cấu trúc của các phân tử"- Black nói.

Vào năm 2001, nhóm nghiên cứu đã công bố rằng các axit amin để trong khoang rỗng vẫn không bị phá huỷ sau khi có vụ "va đập" cực mạnh như vậy.

Thông thường thì ở nhiệt độ 1000 oC như điều kiện trong bình thí nghiệm, các amino axit đều bị phân hủy. Blank và nhóm của bà tin rằng sự tăng và giảm một cách đột ngột của nhiệt độ đã không kịp để cho các phân tử phản ứng. Một lý do nữa là, áp suất cao tới 10000 atm ở trong bình phản ứng cũng ngăn không cho các phân tử bị phân rã.

Còn nữa, các amino axit không chỉ "sống sót" sau vụ "va chạm sao chổi" mà còn kịp kết hợp với nhau để tạo thành hợp chất phức tạp hơn có mạch dài tới 5 amino axit.

Mạch axit amin này có thể đã đóng vai trò trong quá trình hình thành sự sống. Thông thường thì sự kết hợp các axit amin như vậy phải tiêu tốn năng lượng và các cơ thể sống thường phải có các enzime để xúc tác cho các phản ứng đó, thật trớ trêu là enzime cũng là một protein, như vậy câu chuyện cũng không khác mấy vấn đề quả trứng và con gà: làm thế nào để tạo ra protein truớc khi bạn có các protein làm nhiệm vụ xúc tác?.
Có thể câu trả lời nằm ở chỗ các vụ va chạm của sao chổi đã làm nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho việc hình thành các viên gạch đầu tiên (peptid) để xây dựng lên các đại phân tử protein và từ đó quá trình cứ thế tiếp diễn.

Những mô hình kiểm nghiệm va đập phân tửNhóm nghiên cứu đang dự định tiến hành thêm các thí nghiệm khác nữa. Họ sẽ xem xét các phân tử đường, một thành phần quan trọng trong cấu trúc của ADN và ARN. Họ cũng sẽ xem xét thêm về các axit amin, nhất là khi tính đến độ cứng của các sao chổi.
Khi tính đến độ cứng của các sao chổi, Blank cho rằng có thể có những khác nhau trong cách thức sắp xếp các amino axit. Các phân tử quay trái thường dễ hình thành hơn cùng với các phân tử quay trái khác. Và nếu quy luật đó tồn tại thì có thể tạo ra được một hỗn hợp có nhiều các phân tử quay về một phía hay còn gọi là đồng hình (hoặc phải hoặc trái). Điều đó có thể giải thích tại sao các sinh vật chỉ sử dụng các amino axit quay trái để xây dựng lên các protein.

Thohry
Theo Space.com

Liệu các vụ bắn phá của sao chổi có giúp kích hoạt sự sống trên Trái Đất

Bảng Tin HAAC

Chuyên Trang

Bình chọn