रिसर्चर्स ने लगभग 4.33 अरब साल पहले जीवन की शुरुआती केमिस्ट्री के लिए एक संभावित विंडो की पहचान की है।

पृथ्वी के एक अरब साल के इतिहास को सिमुलेट करके, रिसर्चर्स ने लगभग 4.33 अरब साल पहले जीवन की शुरुआती केमिस्ट्री के लिए एक संभावित विंडो की पहचान की है।

अपने शुरुआती कुछ सौ मिलियन सालों में, पृथ्वी एक खतरनाक टारगेट थी। एस्टेरॉयड, कॉमेट, और बचे हुए प्लेनेटेसिमल, यानी ग्रह बनने से बचे छोटे पिंड, लगातार ग्रह पर हमला करते रहे, जिससे बहुत ज़्यादा गर्मी पैदा हुई जो उथली परत को खराब कर सकती थी और जीवन के केमिकल शुरुआती हिस्सों को खत्म कर सकती थी।

बायोलॉजिकल सिस्टम को जड़ जमाने के लिए, उनके नाजुक मॉलिक्यूल्स को बनने, सही-सलामत रहने और आपस में इंटरैक्ट करने के लिए लंबे समय की ज़रूरत होती है। रिसर्चर्स खास तौर पर यह जानने में दिलचस्पी रखते हैं कि RNA वर्ल्ड के लिए यह स्टेबिलिटी कब आई, जो DNA के मॉडर्न जेनेटिक रोल संभालने से पहले बायोलॉजिकल इतिहास का एक शुरुआती स्टेज था। क्योंकि RNA जेनेटिक जानकारी रख सकता है और रेप्लिकेशन के लिए ज़रूरी कुछ केमिकल काम कर सकता है, इसलिए साइंटिस्ट इसे शुरुआती बायोलॉजिकल सिस्टम के लिए एक लीडिंग कैंडिडेट मानते हैं।

नेचर कम्युनिकेशंस में छपे एक 3D कंप्यूटर मॉडल से पता चलता है कि ग्रह आखिरकार इन नाजुक मॉलिक्यूल्स को सपोर्ट करने के लिए कैसे स्थिर हुआ। 4.5 से 3.5 अरब साल पहले कैसे असर ने क्रस्ट को गर्म किया, इसका सिमुलेट करके, रिसर्चर्स ने पाया कि लगभग 4.4 अरब साल पहले तक दुनिया भर में बार-बार स्टेरिलाइज़ेशन की घटनाएँ होती रहीं।

इम्पैक्ट हीट शुरुआती केमिस्ट्री को बढ़ावा दे सकती है

जिन असर से नाज़ुक मॉलिक्यूल्स को खतरा था, वही ऐसे माहौल भी बना सकते हैं जहाँ जीवन से पहले की केमिस्ट्री बन सकती है। गर्म, टूटी हुई चट्टानों से बहता पानी एक हाइड्रोथर्मल सिस्टम बना सकता है, जो पानी, गर्मी और केमिकल एनर्जी के सोर्स को एक साथ लाता है। साइंटिस्ट लंबे समय से इन माहौल को जीवन से पहले हुए रिएक्शन के लिए मुमकिन सेटिंग मानते रहे हैं।

रिसर्चर्स ने उस रिश्ते के दोनों पहलुओं की जांच की, नकली क्रस्टल टेम्परेचर की तुलना उन लिमिट्स से की जिन पर RNA और जीवन के लिए ज़रूरी दूसरे मॉलिक्यूल्स स्टेबल रहते हैं, साथ ही हाइड्रोथर्मल एनवायरनमेंट के असर को भी ट्रैक किया।

प्लैनेटरी साइंस इंस्टीट्यूट के सीनियर साइंटिस्ट ओलेग अब्रामोव, जिन्होंने इस स्टडी को को-लीड किया, ने कहा, “हमने पिछली स्टडीज़ से अलग तरीका अपनाया, जो जियोकेमिकल मॉडलिंग, बायोमॉलिक्यूलर एनालिसिस और शुरुआती एटमोस्फेरिक केमिस्ट्री के मॉडल पर आधारित थीं।”

टीम ने अलग-अलग अंदाज़ों को टेस्ट किया कि मॉडल किए गए समय में पृथ्वी पर कितना मटीरियल गिरा। बमबारी को रोकने के लिए इस्तेमाल किए गए सबूतों में बहुत ज़्यादा साइडरोफाइल एलिमेंट शामिल थे, जो आसानी से लोहे से जुड़ जाते हैं।

“हमने एक इम्पैक्ट बॉम्बार्डमेंट मॉडल बनाया जो चांद के क्रेटरिंग रिकॉर्ड और ऊपरी मेंटल में बहुत ज़्यादा साइडरोफाइल एलिमेंट्स जैसी चीज़ों से बंधा हुआ था। हमने इम्पैक्ट के नुकसानदायक असर, जैसे तापमान की वजह से ज़रूरी बायोमॉलिक्यूल्स का खराब होना, और जीवन के लिए अच्छे असर, जैसे हाइड्रोथर्मल सिस्टम का बनना, दोनों की जांच की। ये क्राइटेरिया बताते हैं कि पृथ्वी 4.4 और 4.3 अरब साल पहले जीवन के शुरुआती दौर के लिए सही हो गई थी, और सबसे अच्छी हालत लगभग 4.33 अरब साल पहले थी।”

जहां RNA बमबारी से बच सकता है

यह अनुमान जीवन की शुरुआत से जुड़ी केमिस्ट्री के लिए सही हालात के बारे में है, न कि यह पता लगाने के बारे में कि जीवन असल में कब शुरू हुआ। लगभग 4.3 अरब साल पहले, सिमुलेशन में खास तौर पर बहुत सारे आपस में जुड़े हाइड्रोथर्मल सिस्टम के ग्रुप दिखे जो टक्कर से बने थे। यह एक्टिविटी उथली क्रस्ट में ज़्यादा टिकाऊ माहौल के बनने के साथ ओवरलैप हुई, जहाँ मॉलिक्यूल बमबारी कम होने पर भी ज़िंदा रह सकते थे।

अब्रामोव ने कहा, “प्रीबायोटिक केमिस्ट्री के लिए लगातार स्टेबल टेम्परेचर की ज़रूरत होती है, न कि सिर्फ़ इम्पैक्ट के बीच थोड़ा ठंडा गैप।” “लगभग 4.4 बिलियन साल पहले, जो एरिया प्रीबायोटिक केमिस्ट्री के लिए काफ़ी ठंडा हो गया था, वह बाद के इम्पैक्ट से फिर से गर्म हो सकता था, इसलिए क्लॉक रीसेट होती रहती थी। एक बार जब कभी स्टेरिलाइज़ न किया गया वॉल्यूम दिखाई देता है, तो उस समय से आगे उथली क्रस्ट के कुछ हिस्से टेम्परेचर थ्रेशहोल्ड से नीचे रहते हैं।”

ये “कभी स्टेरिलाइज़ नहीं किए गए” इलाके तब बढ़े जब असर कम होने लगे। 4.25 अरब साल पहले तक, ये मॉडल किए गए क्रस्टल वॉल्यूम के आधे से ज़्यादा थे।