पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत फ्लैश से हुई होगी आकाशीय विद्युत।
नहीं, एक गड़गड़ाहट गड़गड़ाहट सचमुच दुनिया के पहले रोगाणुओं (क्षमा करें, डॉ। फ्रेंकस्टीन) चेतन नहीं था। लेकिन मंगलवार (16 मार्च) को जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन के अनुसार प्रकृति संचार, अरबों वर्षों से चली आ रही बिजली के हमलों ने पृथ्वी के प्रारंभिक इतिहास में महत्वपूर्ण फॉस्फोरस यौगिकों को अनलॉक करने में मदद की है जो जीवन के लिए मार्ग प्रशस्त करते हैं धरती।
“हमारे अध्ययन में, हम पहली बार दिखाते हैं कि बिजली के हमले की संभावना उस समय पृथ्वी पर प्रतिक्रियाशील फास्फोरस का एक महत्वपूर्ण स्रोत थी जब जीवन का गठन हुआ था [3.5 billion to 4.5 billion years ago], “लीड अध्ययन लेखक बेंजामिन हेस, येल विश्वविद्यालय के पृथ्वी और ग्रह विज्ञान विभाग में एक स्नातक छात्र, ने लाइव साइंस को बताया।” लाइटनिंग स्ट्राइक्स ने प्रदान करने में भूमिका निभाई हो सकती है। फास्फोरस पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के लिए। ”
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जीवन से बमबारी?
नीले रंग से बोल्ट स्थलीय जीवन की ओर कैसे जाता है? यह सभी फास्फोरस के बारे में है – या बल्कि, कार्बनिक पदार्थ जो फास्फोरस परमाणुओं को अन्य जैव-आवश्यक तत्वों के साथ संयुक्त कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, फॉस्फेट लें – तीन से बना आयन ऑक्सीजन परमाणु और एक फास्फोरस परमाणु, जो जीवन के सभी ज्ञात रूपों के लिए महत्वपूर्ण हैं। फॉस्फेट की रीढ़ बनाते हैं डीएनए, शाही सेना और एटीपी (कोशिकाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत), और हड्डियों, दांतों और कोशिका झिल्ली के प्रमुख घटक हैं।
लेकिन लगभग 4 बिलियन वर्ष पहले, जबकि वातावरण में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की प्रचुर मात्रा थी, जिसके साथ जीवन के मूलभूत अणुओं के लिए भी आवश्यक है, ग्रह के अधिकांश प्राकृतिक फास्फोरस अघुलनशील चट्टान में बंधे थे, और गठबंधन करना असंभव था जैविक फॉस्फेट में। तब, पृथ्वी ने इन महत्वपूर्ण यौगिकों को कैसे प्राप्त किया?
एक सिद्धांत यह मानता है कि प्रारंभिक पृथ्वी को इसका फॉस्फोरस मिला उल्का एक खनिज ले जा रहा है जिसे स्किरिबेरसाइट कहा जाता है, जो आंशिक रूप से फॉस्फोरस से बना होता है और पानी में घुलनशील होता है; अगर नए अध्ययन के अनुसार, जीवद्रव्य उल्कापिंडों का भार लाखों या अरबों वर्षों में पृथ्वी पर दुर्घटनाग्रस्त हो गया, तो पर्याप्त फास्फोरस को जैविक जीवन के लिए सही स्थिति बनाने के लिए एक केंद्रित क्षेत्र में छोड़ा जा सकता है।
हालांकि, लगभग 3.5 बिलियन से 4.5 बिलियन साल पहले, जब पृथ्वी पर जीवन का उदय हुआ, तब पृथ्वी पर उल्का हमलों की दर “तेजी से” घट गई, क्योंकि हमारे सौर मंडल के अधिकांश ग्रह और चंद्रमा बड़े पैमाने पर आकार ले चुके थे। यह तथ्य इंटरस्टेलर फॉस्फोरस सिद्धांत को जटिल करता है।
हालाँकि, वहाँ एक और तरीका है schreibersite बनाने के लिए, यहीं पृथ्वी पर, हेस ने कहा। सभी इसे लेता है कुछ जमीन, एक बादल और कुछ खरब बिजली के झटके।
अरबों बोल्ट
बिजली के हमलों से सतहों को लगभग 5,000 डिग्री फ़ारेनहाइट (2,760 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म किया जा सकता है, नए खनिज फोर्जिंग जो पहले नहीं थे। नए अध्ययन में, हेस और उनके सहयोगियों ने फुलगुराइट नामक चट्टान की एक बिजली-विस्फोट वाले झुरमुट की जांच की, जो पहले इलिनोइस में एक साइट से खुदाई की गई थी। टीम ने पाया कि चट्टान के भीतर स्क्रिप्बरसाइट की छोटी गेंदों का गठन किया गया था, साथ ही अन्य शीशे के खनिजों का एक मेजबान भी था।
हाथ में अस्थायी सबूत के साथ कि बिजली के हमले फॉस्फोरस-समृद्ध schreibersite बना सकते हैं, टीम को अगले गणना करना था कि पर्याप्त मात्रा में बिजली पृथ्वी में पर्यावरण की एक महत्वपूर्ण राशि जारी करने के लिए जल्दी पृथ्वी पर हमला कर सकती है। पृथ्वी के शुरुआती मॉडल का उपयोग करना वायुमंडलशोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि प्रत्येक वर्ष ग्रह पर कितने बिजली के हमले हुए हैं।
आज, ग्रह पर एक वर्ष में लगभग 560 मिलियन बिजली के बोल्ट चमकते हैं; 4 बिलियन साल पहले, जब ग्रीनहाउस गैस CO2 (और इसलिए तूफ़ान और अधिक तूफान आने की संभावना) में पृथ्वी का वातावरण काफी समृद्ध था, तो संभावना है कि हर साल 1 बिलियन से 5 बिलियन बोल्ट तक कहीं भी चमकता है, टीम ने गणना की। उन बोल्टों में से, टीम ने अनुमान लगाया कि प्रत्येक वर्ष 100 मिलियन और 1 बिलियन बोल्टों के बीच भूमि टकराती है (शेष महासागरों के ऊपर छुट्टी दी जाती है)।
और, एक अरब वर्षों में, एक क्विंटिलियन (एक 1 जिसके बाद 18 शून्य) तक बिजली के हमलों ने हमारे युवा ग्रह को प्रभावित किया है, हर एक को थोड़ा उपयोगी फॉस्फोरस जारी किया जा सकता है, हेस ने कहा। टीम ने गणना की कि, 4.5 बिलियन और 3.5 बिलियन साल के बीच, अकेले बिजली के हमले से पृथ्वी को 250 से 25,000 पाउंड फॉस्फोरस (110 से 11,000 किलोग्राम) प्रति वर्ष मिल सकता है।
यह एक विशाल रेंज है, जिसमें निर्मित पृथ्वी की स्थितियों के बारे में बहुत अनिश्चितता है। लेकिन हेस ने कहा कि फॉस्फोरस की सबसे कम मात्रा भी जीवन के उद्भव के लिए एक अंतर बना सकती है।
हेस ने लाइव साइंस को बताया, “जीवन बनाने के लिए, बस एक स्थान होना चाहिए, जिसमें सही तत्व हों।” “अगर [250 lbs.] फॉस्फोरस का एक वर्ष एकल उष्णकटिबंधीय द्वीप चाप में केंद्रित था, तो हाँ, यह अच्छी तरह से पर्याप्त हो सकता है। लेकिन यह अधिक संभावना है कि अगर ऐसे कई स्थान होंगे। “
क्या बिजली ने जीवन पर प्रभाव बनाने के लिए प्रारंभिक पृथ्वी पर पर्याप्त उजागर भूमि पर हमला किया या नहीं, यह एक ऐसा प्रश्न है जिसका कभी भी पूर्ण उत्तर नहीं दिया जा सकता है। हालांकि, नए अध्ययन से पता चलता है कि, गणितीय रूप से, यह कम से कम संभव था।
यह हो सकता है कि क्षुद्रग्रह प्रभाव और बिजली के हमलों के संयोजन ने अंततः पृथ्वी को फास्फोरस दिया, जिसे डीएनए और आरएनए जैसे पहले जैव-आवश्यक अणुओं को बुनाई करने की आवश्यकता थी, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला। लेकिन प्रारंभिक स्थलीय जीवन के आगे के अध्ययन को ध्यान में रखना चाहिए कि रिकॉर्ड से बिजली नहीं गिरती।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
