Аннотация:
Долгое время в научном сообществе вообще считалось, что кометы принесли на Землю ключевое химическое сырье, необходимое для формирования жизни, создав условия для зарождения ранней жизни. Однако новое исследование, проведенное Кембриджским университетом в Великобритании, поставило под сомнение эту классическую теорию. С помощью передового компьютерного моделирования исследователи обнаружили, что вероятность того, что комета успешно доставит молекулы-предшественники жизни на поверхность Земли, намного ниже, чем считалось ранее, и можно даже сказать, что она чрезвычайно редка.
Кометы богаты органическими соединениями, состоящими из углерода, азота и других элементов, включая важные пребиотические молекулы, такие как цианистый водород (HCN). Считается, что цианистый водород участвует в ряде химических реакций, которые в конечном итоге формируют строительные блоки жизни. Поэтому на протяжении почти столетия кометы считались важными переносчиками «транспорта» химического сырья жизни через Солнечную систему.
Первый автор исследования, доктор Ричард Анслоу из Института астрономии Кембриджского университета, рассказал, что в прошлом ученые полагали, что кометы переносят большое количество углерод- и азотсодержащих молекул, подобно большим «космическим снежкам», которые напрямую доставляют сырье для жизни на молодые планеты. Эта идея была очень привлекательной, но последние результаты исследований показывают, что реализация такого сценария крайне маловероятна.
Проблема заключается главным образом в самом процессе столкновения с кометой. Моделирование команды показывает, что большинство комет входят в Землю на чрезвычайно высоких скоростях и под неидеальными углами падения. В таких условиях сильного столкновения почти все переносимые хрупкие органические молекулы будут полностью разрушены высокими температурами и ударными волнами и не смогут достичь поверхности в целости и сохранности.
Исследователи провели систематическую проверку этой давней гипотезы, объединив новейшие модели столкновения комет, модели взаимодействия кометы с атмосферой, а также исследования происхождения и динамики эволюции комет. Результаты показывают, что, хотя возможность выживания некоторых молекул и успешного достижения Земли теоретически не может быть полностью исключена, такую ситуацию можно рассматривать лишь как чрезвычайно редкое событие.
Анслоу и его коллеги ранее выдвинули идею о том, что в планетных системах, где планеты расположены относительно близко друг к другу, кометы могут постепенно снижать свою скорость, неоднократно проходя и «подпрыгивая» между несколькими планетами, тем самым более безопасно транспортируя органический материал. Это исследование дополнительно исследует, мог ли этот механизм иметь место в истории Солнечной системы. Однако результаты показывают, что даже при самых благоприятных условиях такая ситуация все же встречается очень редко.
Особое внимание в исследовании уделено ключевой молекуле цианистого водорода. Моделирование показало, что условия, необходимые для того, чтобы комета, несущая цианистый водород, столкнулась с Землей с нужной скоростью и под нужным углом, при этом позволяя молекулам пережить удар, чрезвычайно сложны.
Исследовательская группа считает, что если сырье для зарождения жизни действительно поступает из комет, то это, скорее, крайне случайное «событие один на миллион», а не стабильный процесс его поступления на Землю в течение миллионов лет. Анслоу отметил, что для реализации этого процесса не только параметры столкновения должны быть полностью подходящими, но и последующие химические реакции должны разворачиваться быстро и достигать концентрации, достаточной, чтобы в конечном итоге способствовать зарождению жизни.
Помимо Земли исследователи также исследовали условия на Марсе. Результаты показывают, что по сравнению с Землей Марс оказывает относительно слабое разрушительное воздействие на органические молекулы из-за своей меньшей гравитации. Поэтому теоретически вероятность успеха доставки кометами пребиотических молекул на Марс может быть немного выше.
Однако исследователи подчеркивают, что даже Марс имеет весьма ограниченные возможности успешного получения химического сырья для жизни. Анслоу заявил, что это не означает, что жизнь должна была получить сырье, доставленное кометами на Марс, но если на Земле этот процесс крайне редок, то вероятность того, что он произойдет на Марсе, может быть несколько выше, но он также далеко не распространен.
Поскольку теория о том, что кометы засеивают жизнь, подвергается сомнению, ученые начинают пересматривать другие возможности. Одна из точек зрения состоит в том, что ключевые молекулы, необходимые для формирования жизни, могли образоваться непосредственно на самой молодой Земле; Другая точка зрения состоит в том, что действительно важным источником могут быть удары астероидов. Удары астероидов происходят чаще и могут быть менее разрушительными для органических молекул, чем высокоскоростные кометы.
Исследователи заявили, что этот результат не полностью отрицает роль комет в зарождении жизни, но показывает, что кометы не являются основным каналом непрерывной доставки сырья жизни на Землю, как считалось в прошлом. Это исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, подталкивает научное сообщество к переосмыслению основного вопроса, который существует уже почти столетие: откуда взялись первые химические материалы для жизни на Земле.
Комментарии