Метеориты поразившие древние океаны Земли, возможно, помогли зародить жизнь

Многие теории происхождения жизни на Земле устанавливают то, что добиологические соединения прибыли из космоса на астероидах или кометах. Однако новое исследование предполагает, что метеоритные удары вместо доставки предварительно сформированных строительных кирпичиков разожгли экстремальные химические реакции, которые, возможно, и создали жизнь в древних океанах. По словам авторов исследования, метеориты, поразившие древние океаны, поставили существенное количество углерода - важного элемента жизни и создали столкновениями огромный химический автоклав, в котором синтезировались основные биологические молекулы.

Новое исследование создаёт биологические молекулы, моделируя столкновения богатых углеродом метеоритов с древним океаном.

Исследователи сообщили в последнем номере журнала «Nature Geoscience», что они воспроизвели удар хондрита (самый распространённый тип метеорита), с океаном на скорости приблизительно в два километра в секунду. Команда сделала это, подвергая химические элементы хондритов (железо, никель и углерод), а также воду и азот, которого, как полагают учёные, было очень много в ранней атмосфере, ударному сжатию. Получившееся давление и температура, которая вероятно превышала 2 760 градусов Цельсия, создали множество органических (основанных на углероде) соединений, таких как жирные кислоты и амины. А когда к начальным соединениям добавили аммиак, который, как показало предыдущее исследование, также производится при метеоритном ударе, эксперимент привел также к глицину (простая аминокислота).

Соавтор исследования, Тошимори Секине (Toshimori Sekine), исследователь из национального института материаловедения в Цукубе, Япония, рассказывает, что он был удивлен результатом эксперимента, добавляя, что "мы обнаружили множество дополнительных молекул, которые мы пока ещё не анализировали". Главный автор, Йошихиро Фурукава (Yoshihiro Furukawa), кандидат в доктора философии из университета Тохоку в Сендае, Япония, говорит, что в свете этих результатов, "мы можем сказать, что эти столкновения с океаном [были] очень эффективными процессами для производства различных биомолекул на древней Земле". Тут же он добавляет, что тем не менее неясно, сколько было необходимо этих биомолекул, чтобы зародить жизнь.

Чтобы гарантировать то, что органические соединения были произведены моделируемым столкновением (а не внешними источниками), группа Фурукавы использовала углерод 13, редкий изотоп метеоритного происхождения. По словам авторов, тот факт, что обнаруженные молекулы были обогащены не распространённым углеродом 12, а именно углеродом 13 полностью исключает возможность загрязнения.

"Это исследование показало, что энергия столкновений может использоваться, чтобы создавать органические связи", - считает Дженифер Бланк, астробиолог из института SETI в Маунтенвью, Калифорния. Однако она боится, что существующие теории происхождения жизни так и останутся гипотезами. "Расстраивает то, что в такой расплывчатой области, мы, возможно, так никогда и не узнаем правильный ответ, - считает она. - Однако в качестве нового механизма происхождения органических соединений это огромный шаг вперёд".

Астроном Дональд Браунли (Donald Brownlee) из Вашингтонского университета соглашается с этим, отмечая то, что в то время как большинство теорий предполагают, что органические молекулы прилетели из космоса или же были сформированы земными процессами, "интересно предположить, что молекулы могли быть сделаны здесь, на Земле, а материал для их создания обрушился на Землю из космоса". В то же самое время Браунли задается вопросом, мог ли достаточно большой метеорит, способный проникнуть через атмосферу и поразить океан на высокой скорости, уничтожить формирование органики. "Если тело является слишком большим, - считает он, - то произведенные материалы вероятно будут разрушены ударными процессами".

Исследование Секины, Фурукавы и их коллег - своего рода океанский, ударный аналог эксперимента Миллера-Юри, легендарной демонстрации 1953 года, проведённой ныне покойным химиком, Стенли Миллером, из университета Чикаго, который, наряду со своим коллегой Гарольдом Юри, показал, что электрический разряд приложенный к подозреваемым компонентам ранней атмосферы, привёл к созданию многих аминокислот. В октябре, морской химик Джефри Бада (Jeffrey Bada) из Института Океанографии Скриппса в Ла Джолла, Калифорния, со своими коллегами опубликовал результаты пересмотра некоторых из образцов Миллера, полученных на другой экспериментальной установке. Бада обнаружил больше органики, чем сам Миллер - объявивший о 22 аминокислотах и пяти аминах.

Секине предостерегает, что теория метеоритного удара пока не готова вытеснить превознесенный эксперимент Миллера-Юри. Он считает, что результаты нового исследования просто "открывают дверь к обсуждению возможности" метеоритного удара в качестве создателя жизни на Земле. "Мы должны ещё проверить возможность формирования более сложных аминокислот", - подводит итог Секине.

По материалам Scientific American