En illustration av den tidiga jorden, som det skulle ha sett ut för cirka 4 miljarder år sedan. Kredit:Lucy Entwisle
Blixtnedslag var lika viktiga som meteoriter för att skapa de perfekta förutsättningarna för liv att växa fram på jorden, säger geologer.
Mineraler som levererades till jorden i meteoriter för mer än 4 miljarder år sedan har länge förespråkats som nyckelingredienser för utvecklingen av liv på vår planet.
Forskare trodde att minimala mängder av dessa mineraler också fördes till den tidiga jorden genom miljarder blixtnedslag.
Men nu har forskare från University of Leeds fastställt att blixtnedslag var lika betydelsefulla som meteoriter för att utföra denna viktiga funktion och låta livet manifestera sig.
De säger att detta visar att liv kan utvecklas på jordliknande planeter genom samma mekanism när som helst om de atmosfäriska förhållandena är rätt. Forskningen leddes av Benjamin Hess under hans grundutbildning vid University of Leeds i School of Earth and Environment.
Mr Hess och hans mentorer studerade ett exceptionellt stort och orördt urval av fulgurit, - en sten som skapas när blixten slår ner i marken. Provet bildades när blixten slog ner i en fastighet i Glen Ellyn, Illinois, USA, under 2016, och donerade till geologiavdelningen vid Wheaton College i närheten.
Leeds-forskarna var från början intresserade av hur fulgurit bildas men var fascinerade över att i Glen Ellyn-provet upptäcka en stor mängd av ett mycket ovanligt fosformineral som kallas schreibersite.
Fulguritprovet grävt ut i Glen Ellyn, Illinois. Kredit:Benjamin Hess
Fosfor är livsnödvändigt och spelar en nyckelroll i alla livsprocesser från rörelse till tillväxt och reproduktion. Den fosfor som fanns på den tidiga jordens yta fanns i mineraler som inte kan lösas upp i vatten, men schreibersite kan.
Herr Hess, nu doktorand. student vid Yale University, sa:"Många har föreslagit att livet på jorden har sitt ursprung i grunda ytvatten, efter Darwins berömda "varma lilla damm"-koncept.
"De flesta modeller för hur liv kan ha bildats på jordens yta anropar meteoriter som bär små mängder schreibersite. Vårt arbete hittar en relativt stor mängd schreibersite i den studerade fulguriten.
"Blixten träffar jorden ofta, antyder att den fosfor som behövs för uppkomsten av liv på jordens yta inte enbart förlitar sig på meteoritträffar.
"Kanske ännu viktigare, Detta betyder också att bildningen av liv på andra jordliknande planeter förblir möjlig långt efter att meteoritnedslag har blivit sällsynta."
Teamet uppskattar att fosformineraler som tillverkats av blixtnedslag överträffade de från meteoriter när jorden var cirka 3,5 miljarder år gammal, som är ungefär åldern för de tidigaste kända mikrofossilerna, gör blixtnedslag betydelsefulla i uppkomsten av liv på planeten.
Vidare, blixtnedslag är mycket mindre destruktiva än meteorträffar, vilket innebär att de var mycket mindre benägna att störa de känsliga evolutionära vägarna där livet kunde utvecklas.
Fulguritprovet som grävdes ut i Glen Ellyn, Illinois. Kredit:Benjamin Hess
Forskningen, med titeln Blixten slår ned som en viktig facilitator för prebiotisk fosforminskning på tidig jord, publiceras idag (SE EMBARGO) i Naturkommunikation .
Skolan för jord och miljö finansierade projektet under ett system som möjliggör grundutbildningsledd forskning med hjälp av avancerade analytiska faciliteter.
Dr Jason Harvey, Docent i geokemi vid Leeds School of Earth and Environment, och Sandra Piazolo, Professor i strukturgeologi och tektonik vid School of Earth and Environment, mentorade Mr Hess i forskningsprojektet.
Dr. Harvey sa:"Det tidiga bombardementet är en händelse i ett solsystem. När planeterna når sin massa, leveransen av mer fosfor från meteorer blir försumbar.
"Blixt, å andra sidan, är inte en sådan engångshändelse. Om atmosfäriska förhållanden är gynnsamma för generering av blixtar, element som är väsentliga för bildandet av liv kan levereras till ytan av en planet.
"Detta kan betyda att liv kan uppstå på jordliknande planeter när som helst."
Professor Piazolo sa:"Vår spännande forskning öppnar dörren till flera framtida undersökningsvägar, inklusive sökning efter och djupgående analys av färsk fulgurit i tidig jordliknande miljö; djupgående analys av effekten av snabbuppvärmning på andra mineraler för att känna igen sådana egenskaper i berget, och ytterligare analys av denna exceptionellt välbevarade fulgurit för att identifiera omfånget av fysiska och kemiska processer inom.
"Alla dessa studier kommer att bidra till att öka vår förståelse för vikten av fulgurit för att förändra jordens kemiska miljö genom tiden."
