地球上の生命はどのようにして誕生したのでしょうか?この疑問にはまだ正確な答えがなく、科学はパズルの新しいピースを探し続けています。
しかし現在、ハーバード大学の科学者らは、雲から地面に伝わる雷が、地球上の生命の出現に不可欠な構成要素を形成する上で重要な役割を果たした可能性があると示唆しています。
これまでの研究では、地球上の生命は彗星や小惑星に到着した物質から発達した可能性があると提案されている。他の研究では、雲の間の雷がその過程で果たした可能性のある役割を強調しています。しかし、これらの理論は、プロセスの複雑さをほとんど説明できないため、仮説が進むにつれて破棄されました。
このため、科学者チームは別の考えられる説明、つまり雲から地上への雷が果たす役割を調査することにしました。
これを行うために、彼らは初期の地球に存在した条件を実験室で再現し、初期の世界の空気、水、土地を模倣した制御された環境を作成しました。この生物圏で、彼らは大気放出をシミュレートし、陸地と水上で起こる化学反応を観察しました。
「実験装置は雷誘起電気化学を模倣し、二酸化炭素を一酸化炭素とギ酸に還元し、窒素ガスを硝酸塩、亜硝酸塩、アンモニウムイオンに固定するという顕著な性能を示した」と研究では述べられている。
過去を知る手がかりとなる化学反応
最も注目すべき発見の一つは、炭素と窒素が生命の始まりの基礎となった可能性のある化合物に変化したことである。炭素は一酸化炭素とギ酸に変換され、窒素は亜硝酸塩、硝酸塩、アンモニウムに変換されました。
研究によると、初期の地球の嵐はさまざまな相（気体、液体、固体）でのラジカル反応や電気化学反応を促進し、出現する生命体に不可欠な窒素と炭素源を提供した可能性があるという。
さらに、原始岩に見られるものと同様の鉱物を加えることにより、火山噴火の近くでよく見られる硫化物の形成を観察しました。彼らはまた、生命に不可欠な化合物であるアンモニアの生成が増加していることにも気づきました。
研究結果は、雲から地上への雷が、小惑星や彗星よりもはるかに広範囲に、地球上の生命の発達に必要な物質の基本的な供給源であった可能性があることを示唆している。
米国科学アカデミー紀要（PNAS）誌に掲載されたこの研究は、これまでのモデルに代わる説明を提供するだけでなく、地球の原始的な条件がどのようにして生命の出現を促進したのかを探る新たな道を開くものである。
この発見は、地球上の生命の起源を理解する上で重要な進歩であり、最初の生物の形成につながった自然のプロセスに関する科学的議論に貢献するものです。
ニュース参照:
ジャン、Ｈ、Ｊら。初期の地球における雷による電気化学の模倣。米国科学アカデミー紀要( PNAS) 、vol. 121、いいえ。 2024 年 32 日。
