Учені з’ясували, чому комети навряд чи принесли на Землю будівельні блоки життя
Понад століття науковці розглядають гіпотезу, що частина хімічних компонентів, необхідних для зародження життя на Землі, могла прибути з космосу на кометах. Проте нове дослідження показало, що такий сценарій міг бути набагато менш імовірним, ніж припускали раніше.
Про це пише Nature.
Дослідники провели 100 тисяч комп’ютерних симуляцій падіння комет на ранню Землю. У 54% сценаріїв жодна комета не доставила на суходіл достатньої кількості ціаністого водню — молекули, яка бере участь у хімічних процесах, потенційно важливих для виникнення життя.
Результати роботи опублікували в журналі Scientific Reports. Команда астронома Річарда Анслоу з Кембриджського університету досліджувала, чи могли комети перенести на Землю потрібні хімічні сполуки та доставити їх у придатному для подальших реакцій стані.
Водночас результати не доводять, що комети не могли брати участі у виникненні життя. Вони вказують на труднощі конкретного сценарію — доставлення достатньої кількості ціаністого водню на поверхню Землі.
Як комети могли допомогти зародженню життя
Гіпотеза про космічне походження частини компонентів життя передбачає, що комети й астероїди могли приносити на ранню Землю органічні сполуки. За відповідних умов вони могли ставати матеріалом для хімічних реакцій, які передували появі перших живих систем.
Інтерес до цієї теорії посилився після виявлення органічних молекул у кометах. Однак сама наявність таких речовин у космосі ще не означає, що вони могли пережити падіння на планету й залишитися в достатній концентрації.
Підписуйтеся на наші соцмережі
У новому дослідженні вчені зосередилися на ціаністому водні, або HCN. Ця молекула може брати участь у реакціях, що ведуть до утворення попередників цукрів, ліпідів, нуклеотидів та інших важливих молекулярних компонентів.
Ціаністий водень регулярно виявляють у кометах. За даними авторів дослідження, серед відомих молекул такого типу саме він має достатню поширеність у досліджених кометах Сонячної системи, щоб розглядати його як потенційно важливу складову пребіотичної хімії.
Пребіотична хімія — це сукупність процесів, під час яких могли утворюватися складніші молекули ще до появи життя.
Чому кометам було складно доставити потрібні молекули
Дослідники змоделювали умови раннього періоду історії Землі, коли планету бомбардували комети. У симуляціях враховували швидкість і кут зіткнення, руйнування комет в атмосфері та наслідки удару об поверхню.
Результати показали, що навіть комета, яка містить потрібні хімічні сполуки, не обов’язково здатна доставити їх на поверхню в придатному стані.
Основними перешкодами були:
- Руйнування в атмосфері. Частина комет могла розпадатися ще до зіткнення із Землею.
- Висока температура під час удару. Ціаністий водень міг руйнуватися під час зіткнення. Автори дослідження визначили цей чинник як одну з головних перешкод.
- Падіння в океан. Якщо молекули переживали удар, вони могли розчинятися у великому об’ємі води й втрачати потрібну для подальших реакцій концентрацію.
У 54% симуляцій жодна комета не доставила на суходіл достатньої кількості ціаністого водню. В інших 46% принаймні одне зіткнення могло забезпечити таке доставлення.
Проте навіть успішний сценарій не гарантував появи життя. Після падіння комети потрібні молекули мали залишатися достатньо концентрованими, а хімічні реакції — розпочатися й тривати за сприятливих умов.
Чи могли комети принести життя на інші планети
Цікаво, що в межах дослідження Марс виявився перспективнішим за Землю для доставлення пребіотичних молекул кометами.
Червона планета має тоншу атмосферу, а швидкості зіткнень комет із її поверхнею можуть бути нижчими. За результатами моделювання, це дозволяло отримати більш ніж уп’ятеро більше успішних доставлень, ніж у сценаріях для Землі.
Венера, навпаки, має щільну атмосферу, яка створює додаткові перешкоди для комет. За розрахунками дослідників, навіть великі космічні тіла могли руйнуватися або втрачати свій матеріал ще до досягнення поверхні.
Однак ці результати не означають, що життя виникло на Марсі або що комети справді доставили туди необхідні компоненти. Симуляції лише показують, що певні фізичні умови могли сприяти такому процесу.
Чи спростовує дослідження космічне походження життя
Результати стосуються конкретного механізму — доставлення ціаністого водню кометами. Вони не виключають участі інших космічних тіл або інших органічних сполук у виникненні життя.
Крім того, комп’ютерне моделювання не відтворює всіх можливих умов ранньої Землі. Самі автори наголошують, що не можуть повністю виключити кометне походження частини хімічних компонентів життя.
Серед альтернативних сценаріїв — утворення необхідних молекул унаслідок хімічних процесів на самій Землі, а також їх доставлення астероїдами. Який саме механізм відіграв вирішальну роль, наука поки не встановила.