مهروماه

هنگامی که زمین ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، فسفر موجود در آن به دلیل خواص شیمیایی متمایز احتمالاً در هسته‌ی مذاب زمین فرو رفت. با این حال، “فسفر” برای حیات ضروری است و در DNA، RNA و دیگر مولکول‌های مهم بیولوژیکی یافت می‌شود. بنابراین این احتمال وجود دارد که فسفر ضروری برای حیات از منابع فرازمینی به سطح زمین رسیده باشد. مطالعات قبلی شهاب‌سنگ‌ها را به ‌عنوان منبع فسفر پیشنهاد کردند.
 پژوهش جدید محققان نشان می‌دهد ذرات بسیار کوچک فرازمینی معروف به “غبار کیهانی” ممکن است فسفر را به جو زمین رسانده باشند. جایی که مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی این عنصر را به شکل‌های مفید بیولوژیکی – یعنی فسفیت‌های فلزی و فسفات – بازسازی کرده و در نهایت این عنصر بر روی زمین فرود آمده‌ باشد.
پس از ورود به جو، اصطکاک هوا باعث می‌شود که غبار کیهانی تحت فرآیند تبخیر و ذوب به نام فرسایش قرار گیرد. تحقیقات جدید بر اساس تحقیق قبلی است که در آن قطعات شهاب سنگی به اندازۀ غبار کیهانی برای شبیه‌سازی ِ فرسایش حرارت داده شد و محققان دیدند “مولکول‌های حاوی فسفر” آزاد شدند. مدل‌سازی محاسباتی این فرآیند غبار کیهانی را به ‌عنوان منبع مهمی از فسفر در سطح زمین تأیید می‌کند.
محققان شبکه‌ای از واکنش‌های شیمیایی با فرآیندهای خاص را ایجاد کردند که طی آن فرسایش غبار کیهانی می‌تواند مولکول‌های مفید بیولوژیکی فسفر را تولید کند. برای انجام این کار، آنها نتایج واقعی حاصل از مطالعات آزمایشگاهی واکنش‌های شیمیایی را با پیش‌بینی‌های نظری واکنش‌هایی که هنوز در آزمایشگاه مطالعه نشده‌اند، ترکیب کردند.
سپس شبکه واکنش را در یک مدل آب و هوای جهانی درج کردند. این روش تأیید می‌کند که فرسایش غبار کیهانی و واکنش‌های شیمیایی بعدی، منبعی از اشکال مفید بیولوژیکی فسفر هستند. این مولکول‌ها در ذرات ریز «دود شهاب‌سنگ» که روی سطح زمین می‌نشینند، ادغام می‌شوند. به گفته دانشمندان، این ذرات می‌توانند منبع قابل توجه و مداوم فسفر برای حیات در زمین باشند.
طبق پیش‌بینی محققان مناطقی که در سال بیشترین مقدار فسفر را از غبار کیهانی دریافت می‌کنند، “صخره‌های شمالی”، “هیمالیا” و “جنوب آند” هستند. همچنین این تیم همچنین پیش‌بینی کرد زمین احتمالا توسط یک لایۀ جوی باریک از مولکول حاوی فسفر به نام OPO در ارتفاع حدود ۹۰ کیلومتری احاطه شده باشد.
تحقیقات آینده می‌تواند وجود لایه‌ی پیش‌بینی شده را تایید کند. همینطور محققان می‌توانند نقش احتمالی فسفر حاصل از غبار کیهانی را در طول ظهور حیات در زمین بررسی کنند، یعنی زمانی که مقادیر محدودی از فسفر ممکن است فعالیت بیولوژیکی را محدود کرده باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Geophysical Research: Space Physics منتشر شده است.