Животът на Земята може да е бил предизвикан от огромни суперизригвания от хиперактивно младо слънце, сочи ново изследване.
Като изстрелват заредени частици, открити в слънчевия вятър, към смесица от газове, присъстващи в ранната атмосфера на Земята, учените установяват, че комбинираните съставки образуват значителни количества аминокиселини и карбоксилни киселини - градивните елементи на протеините и целия органичен живот.
Учените си задават въпроса за условията, които са предизвикали живота на Земята, още от XIX в., когато са изказани предположения, че животът може да е започнал в първична химическа супа, наричана "малко топло езерце". През 50-те години на ХХ век експерименти, при които газови смеси от метан, амоняк, вода и молекулярен водород са изложени на изкуствена мълния, показват, че в резултат на този процес се образуват 20 различни аминокиселини.
В годините след това обаче картината се усложнява. Учените установяват, че ранната атмосфера на Земята е била изпълнена с по-малко амоняк и метан, отколкото се смяташе досега, и повече въглероден диоксид и молекулярен азот - и двата газа, за чието разграждане е необходима много повече енергия, отколкото може да осигури само мълнията.
Сега ново проучване, публикувано в списание Life, използва ускорител на частици, за да установи, че космическите лъчи от силно енергийни суперсветкавици биха могли да осигурят необходимия старт за живота на Земята.
"Повечето изследователи пренебрегват галактическите космически лъчи, тъй като те изискват специализирано оборудване, като например ускорители на частици", заявява в изявление водещият автор на изследването Кенсей Кобаяши (Kensei Kobayashi), професор по химия в Националния университет Йокохама в Япония. "Имах късмета да имам достъп до няколко от тях в близост до нашите съоръжения."
Художествена концепция на ранната Земя. Дали мълнията е помогнала за изработването на най-ранните градивни елементи на живота или е било нещо по-силно? Кредит: NASA
Звездите генерират мощни магнитни полета, създадени чрез потока от електрически заряди в разтопената плазма, която тече на и под повърхността им. Понякога тези магнитни полета се преплитат, преди внезапно да се прекъсват, освобождавайки енергия в изблици на радиация, наречени слънчеви изригвания, и експлозивни струи слънчева материя, наречени изхвърляния на коронална маса (CME).
Когато този слънчев материал, състоящ се предимно от електрони, протони и алфа частици, се сблъска с магнитното поле на Земята, той предизвиква геомагнитна буря, която раздвижва молекулите в атмосферата ни и създава цветни полярни сияния. Най-голямата слънчева буря в най-новата история е събитието Карингтън от 1859 г., при което се отделя енергия, приблизително равна на 10 милиарда атомни бомби с мощност 1 мегатон, но дори и това събитие отстъпва по сила на суперизригване, което може да бъде от стотици до хиляди пъти по-високоенергийно.
Подобни суперизригвания обикновено избухват само веднъж на около 100 години, но това може би не винаги е било така. Преглеждайки данни от мисията на НАСА "Кеплер", която между 2009 и 2018 г. събира информация за планети, подобни на Земята, и техните звезди, проучване от 2016 г. в списание Nature Geoscience показва, че през първите 100 милиона години от съществуването на Земята Слънцето е било с 30% по-слабо, но въпреки това суперизригвания са избухвали от повърхността му на всеки три до десет дни.
За да видят каква роля биха могли да играят суперизригванията при създаването на аминокиселини на древната Земя, изследователите от новото проучване комбинират въглероден диоксид, молекулярен азот, вода и различно количество метан в смеси от газове, които биха могли да очакват да се открият в ранната ни атмосфера. След това, като изстрелват в газовите смеси протони от малък ускорител на частици или ги запалват със симулирана мълния, учените предизвикват производството на аминокиселини и карбоксилни киселини - и двете важни химически предпоставки за живот.
С увеличаването на нивата на метана аминокиселините и карбоксилните киселини, породени както от протоните, така и от мълниите, се увеличават, но за генерирането им на откриваеми нива протонната смес се нуждае само от 0,5 % концентрация на метана, докато мълниите се нуждаят от 15 %.
"И дори при 15 % метан скоростта на производство на аминокиселини от мълниите е милион пъти по-малка, отколкото от протоните", коментира съавторът на изследването Владимир Айрапетян (Vladimir Airapetian), астрофизик в Центъра за космически полети "Годард" на НАСА, който работи и по изследването на Nature Geosciences от 2016 г. "При студени условия никога няма мълнии, а ранната Земя е била под доста слабо слънце. Това не означава, че не би могло да стане благодарение на мълния, но сега мълниите изглеждат по-малко вероятни, а слънчевите частици - по-вероятни."
Справка:
Formation of Amino Acids and Carboxylic Acids in Weakly Reducing Planetary Atmospheres by Solar Energetic Particles from the Young Sun
Kensei Kobayashi, Jun-ichi Ise, Ryohei Aoki, Miei Kinoshita, Koki Naito, Takumi Udo, Bhagawati Kunwar, Jun-ichi Takahashi, Hiromi Shibata, Hajime Mita, Hitoshi Fukuda, Yoshiyuki Oguri, Kimitaka Kawamura, Yoko Kebukawa and Vladimir S. Airapetian
Life 2023, 13(5), 1103; https://doi.org/10.3390/life13051103
Airapetian, V., Glocer, A., Gronoff, G. et al. Prebiotic chemistry and atmospheric warming of early Earth by an active young Sun. Nature Geosci 9, 452–455 (2016). https://doi.org/10.1038/ngeo2719
Източник: Solar 'superflares' millions of times stronger than anything today may have sparked life on earth, Live Science
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари