Это поразительно: ученые предложили новую версию зарождения жизни на Земле

Самая большая загадка человечества

Стремление понять происхождение жизни на Земле интриговало ученых на протяжении веков. С 1800-х годов идея о "теплом маленьком пруду", где в первобытном химическом супе могла зародиться жизнь, пленила научное сообщество. В 1950-х годах эксперименты с искусственной молнией и газовыми смесями, содержащими метан, аммиак, воду и молекулярный водород, продемонстрировали образование 20 различных аминокислот.

Смотрите также Ученым удалось воспроизвести аккреционный диск черной дыры в лаборатории

Однако разгадка точных условий, спровоцировавших появление жизни, оказалась сложной головоломкой. Исследователи обнаружили, что ранняя атмосфера Земли содержала меньше аммиака и метана, чем считалось ранее, но более высокий уровень углекислого газа и молекулярного азота – газов, для расщепления которых требуется гораздо больше энергии, чем для расщепления одной только молнии.

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Life 28 апреля пролил новый свет на эту интригующую тему. Ученые использовали ускоритель частиц, чтобы исследовать возможность того, что космические лучи от чрезвычайно энергичных супервспышек могли стать необходимым катализатором для зарождения жизни на нашей планете.

Ведущий автор исследования Кенсей Кобаяши, профессор химии из Йокогамского национального университета в Японии, отметил, что галактическое космическое излучение в этом процессе было недооценено.

Большинство исследователей игнорируют галактические космические лучи, поскольку они требуют специализированного оборудования, такого как ускорители частиц. Мне удалось получить доступ к нескольким из них вблизи наших объектов.

При чем здесь солнечные вспышки

Звезды генерируют мощные магнитные поля из-за потока электрических зарядов в их расплавленной плазме. Иногда эти магнитные силовые линии запутываются и внезапно разрываются, высвобождая всплески излучения, известные как солнечные вспышки и взрывные выбросы солнечного материала, которые называются корональными выбросами массы (КВМ).

Когда этот солнечный материал, состоящий преимущественно из электронов, протонов и альфа-частиц, сталкивается с магнитным полем Земли, он вызывает геомагнитные бури, возмущающие молекулы в нашей атмосфере, что приводит к завораживающему зрелищу красочных полярных сияний или северного сияния.

Хотя самая большая зарегистрированная солнечная буря, Событие Кэррингтона 1859 года, высвободило энергию, эквивалентную 10 миллиардам атомных бомб мощностью 1 мегатонна, она бледнеет по сравнению с огромной мощностью супервспышки. который может быть в сотни и тысячи раз энергичнее.

Молодое Солнце было активнее

Хотя супервспышки встречаются нечасто, примерно раз в столетие, новые данные свидетельствуют о том, что так было не всегда. В исследовании 2016 года, опубликованном в журнале Nature Geoscience, проанализированы данные миссии NASA Kepler, наблюдавшей за планетами, похожими на Землю, и их звездами в период с 2009 по 2018 год. Исследование показало, что в течение первых 100 миллионов лет существования Земли, когда Солнце было на 30% тусклее, чем сегодня, супервспышки происходили на поверхности нашего светила каждые 3 – 10 дней..

Детали нового исследования

Чтобы исследовать роль супервспышек в создании аминокислот на древней Земле, ученые объединили углекислый газ, молекулярный азот, воду и разное количество метана, чтобы воспроизвести газовые смеси, характерные для ранней атмосферы. Затем они подвергли эти смеси протонной бомбардировке с помощью ускорителя малых частиц и имитировали разряды молнии.

Результаты показали, что повышение уровня метана увеличивает производство аминокислот и карбоновых кислот, как в экспериментах с протонами, так и в экспериментах с молниями. Однако, чтобы создать заметные уровни этих важных химических компонентов, протонная смесь нуждалась лишь в 0,5% концентрации метана, в то время как для грозовых разрядов необходима была концентрация 15%.

Владимир Айрапетян, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда NASA и соавтор исследования, отметил значение выводов.

Даже при 15% метана скорость производства аминокислот молнией в миллион раз меньше протонов. В холодных условиях молнии никогда не избивают, а ранняя Земля была под довольно слабым солнцем. Это не значит, что это не могло произойти от молнии, но сейчас влияние солнечных частиц кажется более вероятным.

Читайте на сайте Беспрецедентный рост: средняя глобальная температура может превысить критический порог

Исследование не только дает свежий взгляд на происхождение жизни, но и подчеркивает решающую роль солнечной активности в сложных процессах, приведших к появлению жизни на Земле. Рассматривая влияние супервспышек, исследователи расширили наше понимание условий, необходимых для возникновения аминокислот и, наконец, органической жизни. Поскольку ученые продолжают раскрывать тайны прошлой нашей планеты, это исследование является еще одним шагом вперед в разгадке загадок зарождения жизни.