Новое исследование показало, почему жизнь на Земле — это случайность

Жизнь на Земле могла стать возможной благодаря очень узкому "окну" условий во время формирования планеты. Исследование показывает: без правильного баланса кислорода два ключевых для биологии вещества — фосфор и азот — не задерживаются у поверхности, и жизни просто не с чего "стартовать".

Об этом пишет Space.

Почему образование жизни на Земле это случайность

Авторы работы пришли к выводу, что Земля сформировалась при необычно точном наборе химических условий, которые позволили сохранить на поверхности два элемента, критически важные для жизни в нашем понимании: фосфор и азот. Идея в том, что каменистая планета может выглядеть пригодной для жизни снаружи, но в то же время быть химически "пустой" для биологии, если эти элементы исчезли или стали недоступными.

Во время раннего этапа эволюции молодые планеты часто бывают частично или полностью расплавленными. В этот период тяжелые металлы опускаются внутрь и формируют ядро, тогда как более легкие вещества остаются ближе к поверхности. Именно в этой фазе решающим становится уровень кислорода: он определяет, где "оседают" другие элементы, и останутся ли они в мантии и коре, доступными для будущей химии жизни.

Согласно моделям, уровень кислорода должен попасть в очень узкий диапазон. Если кислорода мало, фосфор охотнее связывается с железом и "проваливается" в ядро, лишая поверхность одного из ключевых компонентов для ДНК, клеточных мембран и переноса энергии. Если кислорода много, азот легче теряется в космос. В итоге нужный набор "строительных блоков" так и не складывается.

Исследователи назвали этот промежуточный уровень кислорода "химической зоной Златовласки" и утверждают, что Земля как раз оказалась в ее пределах. Если бы во время формирования ядра кислорода было хотя бы немного больше или меньше, на планете не осталось бы достаточно фосфора или азота для развития жизни.

В моделировании команда также сравнила эти условия с другими планетами, в частности с Марсом. Там, по заключению авторов, химический баланс был другим: в мантии могло сохраниться больше фосфора, но в то же время — меньше азота, что делает среду сложной для жизни в знакомом нам виде.

Работа также ставит под сомнение привычный акцент только на "зоне пригодности" — области вокруг звезды, где может существовать жидкая вода. Вода остается критически важной, однако этого может быть недостаточно: планета способна находиться на правильном расстоянии от звезды и все равно не иметь внутреннего химического "запаса", необходимого для возникновения жизни.

Ключевой нюанс в том, что условия, которые определяют этот процесс, связаны с химическим составом самой звезды. Поскольку планеты формируются из того же материала, что и их звезды, звездная "химия" может подсказывать, способна ли система вообще породить планеты с балансом элементов, благоприятным для жизни. Авторы считают, что это может сделать поиск жизни более точным: стоит обращать внимание на системы со звездами, похожими на Солнце.

Напомним, во время прохождения сквозь Солнечную систему межзвездный объект 3I/ATLAS продемонстрировал ощутимые изменения в форме и характере излучения льда, из которого состоит комета. Наблюдения в инфракрасном спектре позволили точнее определить, как различные вещества распределяются вокруг ее ядра.

Также мы писали, что обновленный анализ данных NASA помог уточнить форму и точные размеры Юпитера, обнаружив отличия от оценок, сделанных еще во время миссий 1970-х годов. Серия современных радиоизмерений позволила создать самую подробную за десятилетия модель параметров газового гиганта.