Направив заряженные частицы, содержащиеся в солнечном ветре, на смесь газов в ранней атмосфере Земли, исследователи обнаружили, что объединенные ингредиенты могут образовывать значительное количество аминокислот и карбоновых кислот. Могли ли огромные солнечные вспышки нашего молодого, гиперактивного Солнца дать жизни тот небольшой "толчок", в котором она нуждалась миллиарды лет назад? Подробности исследования опубликованы в журнале .
Как перейти от неживого к живому?
Этот вопрос, являющийся одной из великих загадок человечества, на протяжении веков вызывал огромный интерес и множество вопросов. В древние времена, до прихода науки и сопутствующих ей экспериментов, цивилизации предпочитали мифологические или религиозные объяснения.
Один из самых известных, получивший название эксперимента Миллера-Юри, был проведен в 1950-х годах. Для этой работы химики Стэнли Миллер и Гарольд Урей создали лабораторную среду, имитирующую предполагаемые атмосферные условия ранней Земли, включая наличие таких газов, как метан, аммиак, водород и водяной пар. Эти газы были подвергнуты электрическим разрядам для имитации молнии. В то время молния считалась источником энергии в окружающей среде.
В течение нескольких дней в результате эксперимента было получено множество сложных органических соединений. Некоторые из них были аминокислотами, основными строительными блоками белков, которые необходимы для жизни, как мы ее знаем.
Однако в последующие годы все стало немного сложнее. Исследователи обнаружили, что в ранней атмосфере Земли было меньше аммиака и метана, чем предполагалось. С другой стороны, углекислого газа и молекулярного азота было больше, чем ожидалось. Для разрушения двух последних газов требуется гораздо больше энергии, чем может дать молния. Это возвращает нас к новому исследованию.
В этой работе команда из Национального университета Йокогамы в Японии рассмотрела идею о том, что космические лучи от чрезвычайно энергичных солнечных вспышек могли дать необходимый толчок развитию жизни на Земле.
Что такое солнечные бури?
Как и другие звезды, Солнце электрически заряжено и состоит из горячей плазмы, движение которой порождает интенсивные магнитные поля. Области Солнца, где линии этих магнитных полей особенно сконцентрированы и переплетены, называются "активными зонами". Они часто ассоциируются с наличием солнечных пятен. Здесь магнитные поля могут стать нестабильными из-за различных сил и взаимодействий. В этом случае они могут высвобождать значительное количество энергии.
В результате огромное количество заряженных частиц и излучения перемещается в пространстве. Иногда некоторые из них пересекают путь Земли. Затем этот материал врезается в магнитное поле Земли и возбуждает молекулы в нашей атмосфере.
Невероятный источник энергии
При этом, по оценкам специалистов, суперизвержения обычно происходят лишь раз в сто лет или около того. Однако, возможно, так было не всегда. Мы знаем, что в течение первых 100 миллионов лет существования Земли такие события происходили каждые три-десять дней, каждый раз высвобождая гигантское количество энергии. Представьте себе эквивалент миллионов атомных бомб.
Поэтому идея о том, что эти солнечные вспышки могли быть причастны к появлению жизни, кажется вполне правдоподобной. Однако до сих пор большинство ученых игнорировали эту гипотезу, поскольку для ее проверки требовалось специализированное оборудование, например, ускорители частиц. В данном случае исследователям посчастливилось иметь доступ к нескольким из них вблизи своих объектов.
Чтобы определить, какую роль эти мегабури могли сыграть в зарождении жизни, исследователи соединили углекислый газ, молекулярный азот, воду и разное количество метана в смеси газов, которые можно было бы найти в нашей ранней атмосфере. Облучая эти газовые смеси протонами из небольшого ускорителя частиц, они затем запустили процесс производства аминокислот. Они также произвели карбоновые кислоты, которые также необходимы для жизни.
В ходе эксперимента исследователи также подвергли эти газовые смеси имитации ударов молнии. В этих условиях также образовывались аминокислоты и карбоновые кислоты. Однако скорость их образования была примерно в миллион раз ниже, чем у протонов. Конечно, это не означает, что молния не сыграла никакой роли в зарождении жизни. Тем не менее, похоже, что "капризы" нашей звезды могли быть гораздо более важным фактором.