Fulgerele vulcanice ar putea fi o sursă posibilă a vieții pe pământ

Geologii francezi au analizat compoziția nitraților din depozitele vulcanice din perioada neogenă (perioadă geologică care începe acum 23,03 milioane de ani și se termină acum 2,588 milioane ani) și au descoperit că fulgerele formate în norii de cenușă ar fi putut fixa azotul atmosferic. Cercetătorii au găsit mai multe dovezi care indică faptul că nitrații din depozitele vulcanice s-au format din azotul atmosferic.

Fulger vulcanic. Autor: Daniel Basalto

Formarea proteinelor și a acizilor nucleici este un proces esențial pentru apariția vieții. Dar este imposibilă fără azot, unul dintre cele mai comune elemente de pe Pământ. Azotul ocupă aproape trei sferturi din volumul atmosferei, dar se află într-o formă pe care organismele vii nu o pot absorbi. Transformarea azotului într-o formă „biodisponibilă” se numește fixare a azotului. În prezent, acest lucru este realizat de microorganisme sau de îngrășăminte chimice, dar înainte de apariția vieții, rolul fixatorului de azot era ipotetic atribuit mai multor fenomene, inclusiv fulgerelor de furtună și vulcanice.

Posibilitatea unei astfel de fixări a azotului a fost demonstrată în experimente de laborator. În timpul erupțiilor, cantități mari de sulf și halogeni (clor, fluor etc.) sunt eliberate în atmosferă, iar fulgerele apar în norii de cenușă. În timpul descărcărilor electrice, azotul din aer se oxidează, iar oxizii formați se depun pe sol împreună cu emisiile vulcanice. Ca urmare, nitrații rezultați, azotul fixat, ar fi trebuit să rămână în sol. Cu toate acestea, până acum nu au fost găsite dovezi geologice care să confirme acest lucru.

O echipă de geologi francezi a decis să caute depozite de nitrați în depozitele vulcanice după erupții majore din perioada neogenă în regiuni aride. Cercetătorii au colectat probe de tefră vulcanică și de fluxuri piroclastice în Peru și Turcia în care au găsit o cantitate mare de nitrați împreună cu sulfuri și clor, ceea ce indică originea lor vulcanică. Un articol despre această descoperire a fost publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

După cum au remarcat oamenii de știință, compoziția similară a elementelor din depozitele vulcanice sugerează că majoritatea nitraților s-au format ca urmare a erupțiilor vulcanice, și nu în procesul de infiltrare ulterioară a precipitațiilor. Acest lucru a fost demonstrat și de analize suplimentare ale altor probe din erupții mai vechi de pe insula italiană Ischia, care au avut loc acum aproximativ 75.000 de ani.

Analizând compoziția izotopică a nitraților, cercetătorii au reușit să urmărească calea oxidării azotului și a sulfului. Un conținut anormal de mare de izotop de „oxigen-17” în probe a indicat originea sa atmosferică, deoarece provine din ozon, un produs al descărcărilor electrice.

De asemenea, cercetătorii au estimat cantitatea de azot fixat după fulgerele vulcanice. Luând în considerare densitatea și volumul fiecărui strat, împreună cu concentrația medie de nitrați, au calculat că în medie, aproximativ 60 de milioane de tone de azot ar fi putut fi formate în timpul a nouă evenimente vulcanice. Este important de reținut că, înainte de apariția vieții pe Pământ, principalele căi de fixare a azotului din zilele noastre (cu ajutorul microorganismelor) erau excluse. Astfel, azotul este absolut necesar pentru apariția vieții pe Terra. Prin urmare, rolul fulgerelor vulcanice în acest proces ar fi putut fi crucial.

Autorii studiului consideră că erupțiile vulcanice masive și fulgerele ar fi putut aduce o contribuție locală semnificativă la apariția vieții pe Pământul timpuriu. De asemenea, în opinia lor, fulgerul vulcanic a fost potențial asociat cu conversia fosforului mineral în forme utile din punct de vedere biologic.