Mistä maapallon elämä sai alkunsa? Se on kysymys, johon meillä ei edelleenkään ole tyhjentävää vastausta.

Massachusetts Institute of Technologyn planeettatutkijat uskovat nyt päässeensä askeleen lähemmäs tämän mysteerin selvittämistä.

Varhaisimmat merkit maanpäällisestä elämästä on löydetty noin neljän miljardin vuoden takaa. Nuori kotiplaneettamme oli tuolloin huomattavasti vähemmän elämänmyönteinen paikka kuin nykypäivänä.

Maa oli jatkuvan asteroidipommituksen kohteena ja tulivuorenpurkaukset olivat arkipäivää. Ilmakehässä ei myöskään ollut juuri lainkaan happea.

Näistä olosuhteista huolimatta elämä Maassa alkoi kukoistaa. MIT:n planeettatutkijoiden mukaan aktiiviset tulivuoret saattoivat itse asiassa mahdollistaa elämän synnyn.

Heidän laskelmiensa mukaan tulivuoret vapauttivat ilmakehään valtavia määriä rikkidioksidia, joka liukeni lopulta järviin ja jokiin sulfidianioneiksi – tarkemmin sulfiiteiksi ja bisulfiiteiksi.

”Suurien tulivuorenpurkauksien aikana järvissä on saattanut olla jopa millimoolin verran näitä yhdisteitä. Se on valtava määrä”, tutkimuksen johtaja Sukrit Ranjan toteaa yliopiston tiedotteessa.

Ranjan tutkimusryhmineen simuloi maapallon oloja ja ilmakehän koostumusta tietokonemallein. Mallit osoittivat, että rikkidioksidia ja rikkivetyä oli ilmakehässä suuria määriä. Näistä kahdesta rikkidioksidin huomattiin liukenevan mataliin vesiin tehokkaammin.

Ranjan kertoo kääntyneensä tutkimuksessaan myös viininvalmistuskirjallisuuteen, sillä viinin hapettomat käymisolosuhteet muistuttavat nuoren Maan olosuhteita. Viinin käymisessä syntyy niin ikään rikkidioksidia, joka liukenee nesteeseen sulfiiteiksi.

Vuonna 2015 Cambridgen yliopiston kemistit raportoivat, että rna:n esiasteet tarvitsevat kehittyäkseen vain sinihappoa, rikkivetyä ja ultraviolettivaloa. Näiden kaikkien tiedetään olleen läsnä Maassa neljä miljardia vuotta sitten.

Ranjanin mukaan rikkidioksidin tuottamat sulfiitit voivat kuitenkin olla neljäs tärkeä aineosa elämän kehittymiselle. Varhaiset laboratoriokokeet osoittivat rikkidioksidin tuottamien sulfidianioneiden kykenevän tuottamaan kymmenen kertaa rikkivetyä enemmän ribonukleotideja ja muita elämän synnyn kannalta keskeisiä molekyylejä.

”Ennen tätä tutkimusta kukaan ei tiennyt kuinka paljon maapallon vesiin oli liuennut sulfidianioneita. Havaintomme muuttavat käsitystämme varhaisesta Maasta perinpohjaisesti, ja niillä on suoria vaikutuksia elämän syntyä tutkiviin laboratoriokokeisiin”, Ranjan toteaa.

Tutkijat huomauttavat, että sulfidianioneiden tarkan roolin selvittäminen elämän synnyssä vaatii kuitenkin jatkotutkimuksia yhdessä kemiantutkijoiden kanssa:

”Havaintomme osoittaa, kuinka tärkeää planeettatutkijoiden ja kemiantutkijoiden välinen kommunikaatio on. Tieteenalojen välinen yhteistyö voi tuottaa yksinkertaisia, mutta vankkoja ja tärkeitä oivalluksia.”

Tutkimus on julkaistu Astrobiology -tiedejulkaisussa. Aiheesta lisää MIT:n tiedotteessa.