Ученые определили решающее химическое условие для возникновения жизни на планетах
Международная группа исследователей под руководством ученых из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) выявила ключевое химическое условие, необходимое для возникновения жизни на планете. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy, вероятность появления жизни критически зависит от точного количества кислорода, присутствовавшего в процессе формирования планетного ядра миллиарды лет назад.
Ведущий автор исследования, Крейг Уолтон, пояснил, что такие элементы, как фосфор и азот, абсолютно необходимы для развития жизни. Фосфор является строительным блоком ДНК и РНК, а также участвует в энергетическом обмене клеток, в то время как азот составляет основу белков. Однако доступность этих элементов на поверхности планеты определяется событиями, происходившими на раннем этапе ее формирования.
В ходе образования планеты из расплавленной породы тяжелые металлы, такие как железо, опускаются, формируя ядро. Ученые установили, что если в этот период кислорода было слишком мало, фосфор связывается с железом и безвозвратно уходит в ядро. Если же кислорода, наоборот, было слишком много, фосфор остается в мантии, но азот теряется, уходя в атмосферу. Только в исключительно узком, идеальном диапазоне среднего содержания кислорода оба элемента сохраняются в мантии в количестве, достаточном для возникновения будущей биосферы.
Моделирование, проведенное командой Уолтона и профессором Марией Шёнбяхлер, показало, что Земля оказалась именно в этой благоприятной зоне около 4,6 миллиарда лет назад. Для других планет, например Марса, уровень кислорода во время формирования ядра был за пределами этого диапазона, что сделало их неблагоприятными для жизни с химической точки зрения.
Это открытие вносит существенные коррективы в стратегию поиска жизни за пределами Земли. Ранее основное внимание уделялось наличию жидкой воды. Новые данные указывают, что многие планеты могут быть химически непригодны для жизни с самого начала, даже при наличии воды. Ключевым индикатором теперь может служить химический состав звезды-хозяина, так как он определяет состав протопланетного диска. Следовательно, наиболее перспективными для поиска жизни стоит считать те планетные системы, чьи звезды по химическому составу похожи на наше Солнце.