Животът на Земята използва водата като разтворител. Какви са другите възможности?

Ваня Милева Последна промяна на 23 януари 2024 в 00:00 10619 0

Близък инфрачервен изглед на Титан, показващ блестящите му морета.

Кредит NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho

Близък инфрачервен изглед на Титан, показващ блестящите му морета.

В космоса има огромна менажерия от потенциално обитаеми светове, което означава, че Вселената може да има различни форми на животи, надхвърлящи това, което можем да си представим.

Същества, изградени от силиций, а не от въглерод, или организми, които дишат водород вместо кислород.

Но независимо колко странен и чуден може да е извънземният живот, той все пак ще се управлява от същата химия като живота на Земята, а това означава, че се нуждае от химически разтворител.

На Земята този разтворител е водата (H2O). Водата разтваря някои молекули в разтвор, давайки на организмите достъп до различни вещества. Тъй като е течност, водата улеснява смесването и взаимодействието на сложни молекули. Животът на земята не е възможен без свойствата на разтворителя и течността на водата и тъй като водата е често срещана молекула във Вселената, нейната централна роля за живота не е изненадваща. Но има ли други молекули, които биха могли да служат като разтворител на живота? Може ли извънземен живот да възникне в далечни светове без нужда от вода? Това е въпросът, разгледан в неотдавна публикувана статия в arXiv.

Авторите започват с четири общи условия за благоприятни за живота разтворители: те трябва да разтварят някои молекули, но не всички; те трябва да могат да играят роля в метаболизма на живите същества; широк набор от сложни органични молекули трябва да могат да оцеляват в разтворителя; и трябва обикновено да съществуват в някои скалисти планети в продължение на милиарди години.

От всички известни обикновени разтворители, само водата недвусмислено отговаря на всичките четири условия. Амонякът (NH4) отговаря на първите три, но е малко вероятно да отговаря на четвъртото условие, защото се разпада лесно, когато е изложен на ултравиолетова светлина и навсякъде, където амонякът има вероятност да оцелее, би трябвало да има и вода. Така че, докато амонякът може да играе роля в живота на други светове, няма вероятност той да бъде основният разтворител. Има обаче две молекули, които се доближават доста до водата.

Първата е концентрирана сярна киселина (H2SO4). Въпреки че е изключително опасна за живота на Земята, сярната киселина отговаря на три от основните условия. Това, което не е известно, е дали в нея може да съществува разнообразна гама от органични молекули. Подобно на водата, тя може да осигури йони за обмен на електрически заряд и може да участва във взаимодействията на определени съединения като ароматни молекули. Но има една молекула, която се доближава още повече до полезността и изобилието на водата: въглеродният диоксид (CO2).

Въглеродният диоксид е доста често срещан. Атмосферите както на Марс, така и на Венера са съставени предимно от CO2 и вероятно повечето скалисти екзопланети са богати на въглероден диоксид. Той не е разтворител в газообразното си състояние, затова животът на топли планети като Земята не би разчитал на него. Но по-далечни студени екзопланети, биха могли.

Течният CO2 е геоложки стабилен и в него без проблем оцелява широк спектър от органични молекули. Не е ясно, дали свойствата му на разтворител са подходящи за сложен метаболизъм. CO2 е много щадящ разтворител, така че може да не разбърка достатъчно химическата супа, за да възникне живот в нея. Но тъй като работи добре с толкова много видове молекули, може да работи и с такива, които да се превърнат в основа за живота. Авторите заключават, че това е тема, която си заслужава допълнително проучване.

От една страна тази работа потвърждава това, което вече знаем, че водата е най-разпространеният и полезен разтворител за живота. Но също така повдига и интересни въпроси.

Други често срещани молекули се доближават по свойства и те биха могли съвместно да създадат подходящ дом за извънземен живот. Моретата на Титан например са богати на въглеводороди и други сложни органични молекули. Студените екзопланетни луни, подобни на Титан, биха могли да имат океани от CO2, NH4 и H2O, всеки от които може да изпълнява част от ролята, която водата изпълнява на Земята. Все още има много неща, които не разбираме за криогенната химия на студените екзопланети.

Така че, макар в космоса да има навсякъде вода, моретата с живот в някои светове може да са много по-екзотични, отколкото можем да си представим.

Справка: Bains, William, Janusz J. Petkowski, and Sara Seager. “Alternative solvents for life: framework for evaluation, current status and future research.arXiv preprint arXiv:2401.07296 (2024).

Източник:

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !