Có thể phân tích giả tưởng của Tiến sĩ mới cho thấy sét và khí từ các vụ phun trào núi lửa có thể đã tạo ra sự sống đầu tiên trên Trái đất.
"Nó còn sống!"…
Trở lại đầu những năm 1950, hai nhà hóa học Stanley Miller và Harold Urey của Đại học Chicago đã thực hiện một thí nghiệm cố gắng tái tạo các điều kiện của Trái đất trẻ để xem các khối xây dựng của sự sống có thể phát sinh như thế nào. Họ đã sử dụng một vòng kín của các buồng và ống thủy tinh với nước và các hỗn hợp khác nhau của hydro, amoniac và metan; các loại khí được cho là có trong bầu khí quyển Trái đất hàng tỷ năm trước. Sau đó, họ hạ gục hỗn hợp bằng một dòng điện, để thử và xác nhận một giả thuyết rằng sét có thể đã kích hoạt nguồn gốc của sự sống. Sau vài ngày, hỗn hợp chuyển sang màu nâu.
Khi Miller phân tích nước, anh ta thấy nó có chứa các axit amin, là khối xây dựng của protein - bộ công cụ cuộc sống. Tia lửa cung cấp năng lượng cho các phân tử kết hợp lại thành các axit amin, chúng chảy ra nước. Thí nghiệm cho thấy các phân tử đơn giản có thể được lắp ráp thành các phân tử phức tạp hơn cần thiết cho sự sống bằng các quá trình tự nhiên, như sét trong bầu khí quyển nguyên thủy của Earth.
Nhưng có một vấn đề. Các mô hình lý thuyết và phân tích về đá cổ cuối cùng đã thuyết phục các nhà khoa học rằng bầu khí quyển sớm nhất của Trái đất không giàu hydro, vì vậy nhiều nhà nghiên cứu cho rằng thí nghiệm này không phải là sự tái tạo chính xác của Trái đất sơ khai. Nhưng các thí nghiệm được thực hiện bởi Miller và Urey là đột phá.
Trong lịch sử, bạn không có nhiều thí nghiệm nổi tiếng hơn thế; Họ đã định nghĩa lại suy nghĩ của chúng ta về nguồn gốc của sự sống và cho thấy một cách dứt khoát rằng các khối xây dựng cơ bản của sự sống có thể bắt nguồn từ các quá trình tự nhiên, ông Adam Johnson, một sinh viên tốt nghiệp thuộc nhóm Viện Sinh học NASA tại Đại học Indiana, Bloomington, nói. Johnson là tác giả chính trên một bài báo làm sống lại các thí nghiệm nguồn gốc cũ của cuộc sống, với một số phát hiện mới đầy trêu chọc.
Miller qua đời vào năm 2007, hai cựu sinh viên tốt nghiệp của Miller, mật vụ Jim Cleaves của Viện Carnegie ở Washington (CIW) ở Washington, D.C. và Jeffrey Bada của Đại học Indiana, Bloomington, đang kiểm tra các mẫu còn lại trong phòng thí nghiệm Miller. Họ tìm thấy các lọ sản phẩm từ thí nghiệm ban đầu và quyết định xem xét lại lần thứ hai với công nghệ cập nhật. Sử dụng máy quang phổ khối cực kỳ nhạy cảm tại Trung tâm hàng không vũ trụ NASA NASA Goddard, Bada, Johnson và các đồng nghiệp đã tìm thấy dấu vết của 22 axit amin trong tàn dư thực nghiệm. Con số này gấp khoảng hai lần số báo cáo ban đầu của Miller và Urey và bao gồm tất cả 20 axit amin được tìm thấy trong các sinh vật sống.
Miller thực sự đã thực hiện ba thí nghiệm hơi khác nhau, một trong số đó đã bơm hơi vào khí để mô phỏng các điều kiện trong đám mây của một ngọn núi lửa đang phun trào. Bada chúng tôi thấy rằng so với thiết kế cổ điển của Miller, mọi người đều quen thuộc với sách giáo khoa, các mẫu từ thiết bị núi lửa đã tạo ra nhiều loại hợp chất hơn, Bada nói.
Điều này rất có ý nghĩa vì suy nghĩ về thành phần của bầu khí quyển Trái đất ban đầu đã thay đổi. Thay vì nặng nề với hydro, metan và amoniac, nhiều nhà khoa học hiện tin rằng bầu khí quyển cổ xưa của Trái đất chủ yếu là carbon dioxide, carbon monoxide và nitơ. Nhưng núi lửa đã hoạt động trong khoảng thời gian này và núi lửa tạo ra sét do các va chạm giữa tro núi lửa và các hạt băng tạo ra điện tích. Tiền chất hữu cơ cho sự sống có thể đã được sản xuất tại địa phương trong các hồ thủy triều xung quanh các đảo núi lửa, ngay cả khi hydro, metan và amoniac khan hiếm trong bầu khí quyển toàn cầu.
Vì vậy, điều này thổi sức sống vào khái niệm cuộc sống bắt đầu nhảy sấm sét trên Trái đất. Mặc dù bầu khí quyển nguyên thủy của Trái đất không giàu hydro, nhưng các đám mây khí từ các vụ phun trào núi lửa đã chứa sự kết hợp đúng đắn của các phân tử. Có thể là những ngọn núi lửa đã gieo mầm hành tinh của chúng ta với các thành phần của cuộc sống? Trong khi không ai biết chuyện gì đã xảy ra tiếp theo, các nhà nghiên cứu đang tiếp tục thí nghiệm của họ trong nỗ lực xác định xem núi lửa và sét có phải là lý do khiến chúng ta ở đây không.
Bài viết đã được xuất bản trên Science vào ngày 17 tháng 10 năm 2008
Nguồn: NASA, ScienceNOW
