Нове дослідження показало, чому життя на Землі — це випадковість

Життя на Землі могло стати можливим завдяки дуже вузькому "вікну" умов під час формування планети. Дослідження показує: без правильного балансу кисню дві ключові для біології речовини — фосфор і азот — не затримуються біля поверхні, і життя просто не має з чого "стартувати".

Про це пише Space.

Чому утворення життя на Землі це випадковість

Автори роботи дійшли висновку, що Земля сформувалася за незвично точного набору хімічних умов, які дозволили зберегти на поверхні два елементи, критично важливі для життя в нашому розумінні: фосфор і азот. Ідея в тому, що кам'яниста планета може мати вигляд придатної для життя зовні, але водночас бути хімічно "порожньою" для біології, якщо ці елементи зникли або стали недоступними.

Під час раннього етапу еволюції молоді планети часто бувають частково або повністю розплавленими. У цей період важкі метали опускаються всередину й формують ядро, тоді як легші речовини лишаються ближче до поверхні. Саме в цій фазі вирішальним стає рівень кисню: він визначає, де "осідають" інші елементи, і чи залишаться вони в мантії та корі, доступними для майбутньої хімії життя.

Згідно з моделями, рівень кисню має потрапити в дуже вузький діапазон. Якщо кисню замало, фосфор охочіше зв'язується із залізом і "провалюється" у ядро, позбавляючи поверхню одного з ключових компонентів для ДНК, клітинних мембран і перенесення енергії. Якщо кисню забагато, азот легше втрачається в космос. У підсумку потрібний набір "будівельних блоків" так і не складається.

Дослідники назвали цей проміжний рівень кисню "хімічною зоною Золотоволоски" й стверджують, що Земля якраз опинилася в її межах. Якби під час формування ядра кисню було бодай трохи більше або менше, на планеті не залишилося б достатньо фосфору чи азоту для розвитку життя.

У моделюваннях команда також порівняла ці умови з іншими планетами, зокрема з Марсом. Там, за висновком авторів, хімічний баланс був іншим: у мантії могло зберегтися більше фосфору, але водночас — менше азоту, що робить середовище складним для життя в знайомому нам вигляді.

Робота також ставить під сумнів звичний акцент лише на "зоні придатності" — області навколо зорі, де може існувати рідка вода. Вода залишається критично важливою, однак цього може бути недостатньо: планета здатна перебувати на правильній відстані від зорі й усе одно не мати внутрішнього хімічного "запасу", потрібного для виникнення життя.

Ключовий нюанс у тому, що умови, які визначають цей процес, пов'язані з хімічним складом самої зорі. Оскільки планети формуються з того ж матеріалу, що й їхні зорі, зоряна "хімія" може підказувати, чи здатна система взагалі породити планети з балансом елементів, сприятливим для життя. Автори вважають, що це може зробити пошук життя точнішим: варто звертати увагу на системи із зорями, схожими на Сонце.

Нагадаємо, під час проходження крізь Сонячну систему міжзоряний об'єкт 3I/ATLAS продемонстрував відчутні зміни у формі та характері випромінювання криги, з якої складається комета. Спостереження в інфрачервоному спектрі дозволили точніше визначити, як різні речовини розподіляються навколо її ядра.

Також ми писали, що оновлений аналіз даних NASA допоміг уточнити форму й точні розміри Юпітера, виявивши відмінності від оцінок, зроблених ще під час місій 1970-х років. Серія сучасних радіовимірювань дала змогу створити найдетальнішу за десятиліття модель параметрів газового гіганта.