Zonnevlammen zouden de katalysator kunnen zijn geweest voor het leven op aarde. Een nieuwe studie weerlegt eerdere studies die beweerden dat bliksem de energiebron was voor de vorming van prebiotische moleculen.
Lang voor de geboorte van het leven was de aarde een bal van steen. Na een reeks meteorenregens, vulkaanuitbarstingen en andere bovennatuurlijke gebeurtenissen verschenen de vroegste levensvormen, die we nu kennen als microscopisch kleine organismen. Historisch bewijsmateriaal en fossielen die hun sporen hebben achtergelaten op rotsen en andere formaties vertellen ons dat het leven minstens 3,5 miljard jaar geleden begon. De omgevingsomstandigheden die hebben geleid tot de complicatie van de chemische samenstelling van de aarde zijn echter niet voldoende bestudeerd.
Een nieuwe studie gepubliceerd in het collegiaal getoetste tijdschrift Life suggereert dat de eerste bouwstenen van het leven mogelijk zijn ontstaan als gevolg van actieve uitbarstingen van de jonge zon. Een internationaal team van onderzoekers heeft ontdekt dat hoogenergetische deeltjes die worden uitgestoten door superflares op de zon, hebben bijgedragen aan het creëren van organische moleculen - aminozuren en carbonzuren, de basisbouwstenen van eiwitten en organisch leven - in de atmosfeer van de aarde.
Vroeg onderzoek, van de jaren 1800 tot het einde van de 20e eeuw, was gericht op bliksem als een bron van complexe chemicaliën die leidden tot prebiotische moleculen. Maar deze studie toonde aan dat energetische deeltjes van de zon een efficiëntere energiebron zijn dan bliksem.
"Dit was een grote ontdekking", zegt Volodymyr Hayrapetyan, een stellaire astrofysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center en co-auteur van het artikel. "Deze complexe organische moleculen kunnen worden gesynthetiseerd uit de basiscomponenten van de vroege atmosfeer van de aarde."
In 2016 was Hayrapetyan co-auteur van een andere studie die aantoonde dat tijdens het Hadean-stadium, dat wil zeggen de periode van vroege vorming van de aarde, de zon ongeveer 30% zwakker was. Maar de intensiteit van zonne-supervlammen was veel groter. Superflares zijn krachtige uitbarstingen die we tegenwoordig maar eens in de 100 jaar zien, maar toen de aarde zich voor het eerst vormde, zouden ze eens in de 3-10 dagen hebben plaatsgevonden. Een studie uit 2016 suggereerde dat superflares op de zon regelmatig in botsing kwamen met de atmosfeer van de aarde, wat chemische reacties veroorzaakte.
Hayrapetyan en een team van internationale wetenschappers creëerden een mengsel van gassen - namelijk koolstofdioxide, moleculaire stikstof, water en variabele hoeveelheden methaan - die overeenkomen met de vroege atmosfeer van de aarde. Om de vraag te beantwoorden: "Wat was het - bliksem of een zonnevlam?", creëerden ze twee simulaties. Eerst vuurden ze gasmengsels af met protonen die zonnedeeltjes nabootsten. In een andere simulatie bombardeerden ze gasmengsels met vonkontladingen die bliksem simuleerden.
Ze ontdekten dat gasmengsels die werden afgevuurd met protonen die 0,5% methaan bevatten, grotere hoeveelheden aminozuren produceerden in vergelijking met vonkontladingen, waarvoor een methaanconcentratie van ten minste 15% nodig was voordat er aminozuren konden worden gevonden.
Wetenschappers zijn tot de conclusie gekomen dat de jonge zon een belangrijke rol zou kunnen hebben gespeeld bij het ontstaan van de voorlopers van het leven.
Lees ook:
- Wetenschappers zijn dicht bij het oplossen van een van de vreemde kenmerken van de zon
- NASA: Supernovae vormen een bedreiging voor het leven op aarde