หรือโลกของเราจะเป็นดาวเคราะห์ที่พิเศษ

จึงทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตขึ้นได้ ?

สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นบนโลก เกิดขึ้นเนื่องจากโลกมีสภาพทางเคมีที่สมดุลอย่างเหลือเชื่อ โดยที่ไม่มีดาวเคราะห์ดวงใดในระบบสุริยะที่เป็นเช่นนี้ ดังนั้นแล้ว โลกของเราอาจไม่ใช่แค่ดาวเคราะห์หินธรรมดา ๆ ที่พบได้ทั่วไปในเอกภพ แต่อาจเป็นดาวเคราะห์หินที่ “โชคดี” มากที่สุดดวงหนึ่ง

การศึกษาครั้งใหม่แสดงให้เห็นว่าโลกก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะทางเคมีที่พิเศษมาก ทำให้โลกสามารถคงรักษาสารเคมีที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต 2 อย่าง ได้แก่ ฟอสฟอรัส และไนโตรเจน หากปราศจากความสมดุลที่สมบูรณ์แบบของสารเคมีเหล่านี้ โลกของเราก็อาจไม่สามารถรองรับสิ่งมีชีวิตได้ในทางชีววิทยา

"ในระหว่างที่แก่นกลางของดาวเคราะห์ก่อตัว จำเป็นต้องมีออกซิเจนในปริมาณที่เหมาะสม เพื่อให้ฟอสฟอรัสและไนโตรเจนสามารถคงอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ได้" Craig Walton นักวิจัยหลักของการศึกษาครั้งนี้จาก ETH Zurich ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์กล่าว

ทีมนักวิจัยเสริมว่า ดูเหมือนว่าโลกจะเข้าสู่จุดสมดุลทางเคมีที่ละเอียดอ่อนเช่นนี้ในช่วงที่โลกก่อตัวเมื่อเกือบ 4,600 ล้านปีก่อน และการค้นพบครั้งใหม่นี้อาจเปลี่ยนแปลงวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ค้นหาสิ่งมีชีวิตในดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ

เมื่อดาวเคราะห์อายุน้อยก่อตัวขึ้น มักจะอยู่ในสภาพที่สสารบนดาวได้หลอมเหลวบางส่วนหรือหลอมเหลวทั้งหมด ในขณะที่วัสดุพวกโลหะหนักจะจมตัวลึกลงไปและก่อตัวเป็นแก่นกลางของดาว ขณะที่สสารที่เบากว่าจะยังคงอยู่ใกล้พื้นผิวดาว กระบวนการดังกล่าวเรียกว่า “การก่อตัวของแก่นดาว” (Core formation) ซึ่งปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่จะมีบทบาทสำคัญที่จะกำหนดว่าธาตุอื่น ๆ จะไปกระจายตัวไปอยู่ที่ใดของตัวดาว และจะยังคงเหลือไว้สำหรับสิ่งมีชีวิตในอนาคตหรือไม่

การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าระดับออกซิเจนต้องอยู่ในช่วงค่าเฉพาะเจาะจง เพื่อให้ทั้งฟอสฟอรัสและไนโตรเจนคงอยู่ในชั้นแมนเทิลและเปลือกดาว หากมีออกซิเจนน้อยเกินไป ฟอสฟอรัสจะจับพันธะกับธาตุเหล็กและถูกดึงจมตัวลงสู่แก่นดาว ทำให้พื้นผิวดาวขาดส่วนประกอบสำคัญสำหรับดีเอ็นเอ เยื่อหุ้มเซลล์ และการถ่ายโอนพลังงานของเซลล์ แต่ถ้าหากมีออกซิเจนมากเกินไป ดาวเคราะห์จะสูญเสียไนโตรเจนสู่อวกาศได้ง่ายขึ้น ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม สภาพทางเคมีที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตก็จะไม่เกิดขึ้นได้เลย

จากการใช้แบบจำลองเชิงทฤษฎีในคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับการก่อตัวและพฤติกรรมทางธรณีเคมีของดาวเคราะห์ ทีมนักวิจัยพบว่าโลกมีระดับออกซิเจนปานกลางตรงกับปริมาณที่เฉพาะเจาะจงค่าหนึ่ง ซึ่งพวกเขาเรียกว่า "ช่วงที่มีความพอดีพอเหมาะทางเคมี" (Chemical Goldilocks zone) จนท้ายที่สุดแล้ว โลกของเราก็มีฟอสฟอรัสและไนโตรเจนเพียงพอที่จะเป็นสนับสนุนสภาพทางชีววิทยาในภายหลัง ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่อาจเกิดได้ยากในดาวเคราะห์หินดวงอื่น ๆ

"แบบจำลองของเราแสดงให้เห็นว่าโลกอยู่ในช่วงที่เหมาะสมนี้พอดี หากเรามีออกซิเจนมากกว่านี้หรือน้อยกว่านี้เพียงเล็กน้อยระหว่างการก่อตัวของแก่นดาว จะไม่มีฟอสฟอรัสหรือไนโตรเจนเพียงพอสำหรับการพัฒนาให้เกิดสิ่งมีชีวิต" Walton กล่าว

ในทางกลับกัน ทีมนักวิจัยยังใช้แบบจำลองเชิงทฤษฎีมาจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์ดวงอื่น เช่น ดาวอังคาร ซึ่งมีระดับออกซิเจนอยู่นอกช่วงที่มีความพอดีพอเหมาะทางเคมีนี้ แบบจำลองแสดงให้เห็นว่ามีฟอสฟอรัสในชั้นแมนเทิลมากกว่าบนโลก แต่มีไนโตรเจนน้อยกว่า ทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตน้อยลง

ผลการค้นพบนี้ท้าทายแนวคิดดั้งเดิมที่นักดาราศาสตร์เน้นเฉพาะ “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” (Habitable zone) ซึ่งเป็นบริเวณโดยรอบดาวฤกษ์ที่ไม่ใกล้และไม่ไกลจนเกินไป หากมีดาวเคราะห์หินที่มีบรรยากาศหนาแน่นพอเหมาะโคจรอยู่บริเวณนี้ จะมีน้ำในสถานะของเหลวอยู่บนพื้นผิวดาวได้ แม้ว่าน้ำจะเป็นสิ่งสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต แต่การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าน้ำอาจเป็นเพียงปัจจัยหนึ่งต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ดาวเคราะห์อาจโคจรในระยะห่างที่เหมาะสมจากดาวฤกษ์ดวงแม่ แต่อาจยังขาดองค์ประกอบทางเคมีภายในที่จำเป็นสำหรับการกำเนิดสิ่งมีชีวิตก็ได้

ที่สำคัญคือ สภาวะของออกซิเจนที่กำหนดกระบวนการนี้มีความเชื่อมโยงกับองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์ดวงแม่ เพราะดาวเคราะห์ก่อตัวจากวัสดุเดียวกันกับดาวฤกษ์ดวงแม่ สภาพทางเคมีของดาวฤกษ์ดวงแม่จึงสามารถบ่งชี้ได้ว่า ระบบของดาวฤกษ์ดวงนั้นมีศักยภาพในการสร้างดาวเคราะห์ที่มีสภาพเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตได้หรือไม่

หากผลการวิจัยครั้งนี้ถูกต้อง โลกอาจไม่ใช่ “บรรทัดฐานของเอกภพ” แต่เป็น “ข้อยกเว้นที่โชคดี” มากกว่า โดยเป็นดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมาะสมตั้งแต่แรกเริ่ม ซึ่งการใช้โลกเป็นเกณฑ์มาตรฐานอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีแนวโน้มที่จะมีสมดุลของธาตุที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตได้ดีมากยิ่งขึ้น

"เรื่องนี้ทำให้การค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นมีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้น ซึ่งเราควรค้นหาระบบสุริยะที่มีดาวฤกษ์ดวงแม่ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเราเอง” Walton กล่าวปิดท้าย

รายงานการวิจัยครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิจัย Nature Astronomy เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2026

แปลและเรียบเรียง

พิสิฏฐ นิธิยานันท์ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.

ที่มาของข่าว

https://www.space.com/space-exploration/search-for-life/life-on-earth-is-lucky-a-rare-chemical-fluke-may-have-made-our-planet-habitable