کود نخست: فرآیند شیمیایی که ممکن است حیات بر روی زمین را بهوجود آورده باشد
شیمیدانان ژئوشیمی دانشگاه آلبرتا قطعهای گمشده را در یکی از بزرگترین معماهای علم — منشأ حیات بر روی زمین — کشف کردهاند.
گمان میشود این جرقه سرنوشتساز بر بستر اقیانوس رخ داده باشد، که توسط منافذ حرارتی گرم و غنی از مواد معدنی تغذیه میشده است. اما دانشمندان مدتها به این سؤال میپردازند که چگونه کود مناسب — بهویژهٔ اشکال کربن و نیتروژن ضروری برای ایجاد و حفظ حیات — میتوانست بدون بهرهمندی از نور خورشید وجود داشته باشد.
کشف فرآیند شیمیایی کلیدی
پس از تجزیهوتحلیل نمونههای سنگی استخراجشده از منافذ حرارتی که به عمق حدود ۲۰۰ متر در پوسته در دریای چین جنوبی حفر شده بودند، لونگ لی و تیم او در دانشکده علوم زمین و جو شواهدی از یک فرآیند شیمیایی — که به نام کاهش غیرزیستی نیتروژن (ANR) شناخته میشود، واکنشی که توسط مواد معدنی بهعنوان کاتالیزور هدایت میشود — یافتند که احتمالاً مواد مغذی لازم برای حیات را تولید میکند. لی میگوید که یک بخش کلیدی این مواد، آمونیوم است که برای سنتز غیرزیستی ترکیبات آلی بهمنظور توسعهٔ اولین حیات ضروری است.
نتایج کشف آنها — در همکاری با گروهی از مؤسسه اقیانوسشناسی چین جنوبی — در تاریخ ۲۸ نوامبر در Nature Communications منتشر شد.
«این قطعاً شکاف واکنش گام اول در منشأ حیات را پر میکند»، لی میگوید. «مردم مدتطویل بهدنبال این واکنش بودهاند، اما این اولین باری است که شواهد قانعکنندهای داریم که نشان میدهد این واکنش بر روی زمین رخ میدهد، و احتمالاً در زمین اولیه نیز اتفاق افتاده است».
دلالات برای شرایط زمین اولیه
آزمایشهای آزمایشگاهی پیش از این واکنش ANR را نشان دادهاند، اما شناسایی علامت مشخص آن در خود اقیانوس دشوار بوده است، نویسندگان مطالعه میگویند، بهدلیل آلودگی نمونهها توسط چرخهٔ نیتروژن زیستی مدرن.
این کشف همچنین به روشنسازی یک مسأله علمی مدتهاست که به نام «پارادوکس خورشید کمنور جوان» شناخته میشود، کمک میکند؛ مسألهای که بررسی میکند چگونه آب مایع، که برای حیات ضروری است، میتوانست بر روی زمین اولیه وجود داشته باشد زمانی که تابش خورشید ضعیفتر بود و بر پایهٔ مدلسازیهای اقلیمی، دمای سطح زمین باید بهطور قابل توجهی زیر صفر درجهٔ سانتیگراد میبود.
با این حال، شواهد ژئولوژیکی قانعکنندهای نشان میدهد که سیاره حداقل ۴.۴ میلیارد سال پیش بهقدر کافی گرم بوده تا آب مایع وجود داشته باشد، لی میگوید که این احتمالاً بهدلیل گازهای گلخانهای مانند دیاکسید کربن، متان و آمونیاک در جو بوده است. او اشاره میکند که منافذ حرارتی زیرآبی میتوانند این گازهای گلخانهای را تولید کنند.
شواهد ANR در دریای چین جنوبی بهاندازه کافی قانعکننده است تا فرض کنیم که در سایر نقاط اقیانوس نیز رخ داده باشد، او اضافه میکند.
«ما قطعاً به شواهد بیشتری برای اثبات این موضوع نیاز داریم. اما از آنجا که شرایط برای ANR در هر دو اقیانوس مدرن و باستانی شایع است، بهطور منطقی میتوانیم پیشبینی کنیم که این اتفاق میتواند بهصورت جهانی در طول تاریخ زمین رخ داده باشد».
اطلاعات بیشتر: لیهنگ سون و همکاران، کاهش غیرزیستی N2 در سامانههای حرارتی زیرآبی میتواند بهسرعت اقیانوسهای پیشزیستی را تغذیه کند، Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65711-1
اطلاعات مجله: Nature Communications
ارائهشده توسط دانشگاه آلبرتا
نقلقول: کود نخست: فرآیند شیمیایی که ممکن است حیات بر روی زمین را بهوجود آورده باشد (2025, 2 دسامبر) بازخوانیشده در ۲ دسامبر 2025 از https://phys.org/news/2025-12-fertilizer-chemical-life-earth.html
این سند تحت حق نسخهبرداری قرار دارد. بهجز موارد استفادهٔ منصفانه برای مقاصد مطالعه یا تحقیق شخصی، هیچ بخشی بدون اجازهٔ کتبی قابل بازتولید نیست. محتوا صرفاً برای مقاصد اطلاعرسانی ارائه میشود.