Жизнь в солнечной системе: Жизнь в Солнечной системе могла зародиться на Марсе, а не на Земле |

Содержание

Жизнь в Солнечной системе могла зародиться на Марсе, а не на Земле

21 ноября 2022

Новости

Учёные полагают, что миллионы лет эта планета была более «живой».

Новое исследование предполагает, что органические молекулы, которые позволили зародиться жизни, присутствовали на Марсе около 4,5 миллиарда лет назад. И хотя эти критически важные компоненты, возможно, попали на Землю примерно в то же время, именно на Красной планете жизнь нашла самые благоприятные условия.

Земля и Марс являются планетами внутренней Солнечной системы, состоящей из четырех скалистых планет и пояса астероидов. Вскоре после своего образования эти планеты земной группы подверглись жестокой бомбардировке — на них обрушился поток астероидов.

Движение тектонических плит Земли привело к тому, что эти «снаряды» попали внутрь планеты. А поверхность Марса, напротив, неподвижна, и это означает, что камни, которые врезались в ней в далёком прошлом, остаются на месте и могут быть изучены.

Анализируя 31 марсианский метеорит, авторы исследования стремились ответить на ряд фундаментальных вопросов об их происхождении. Например, до сих пор учёные так и не определили, откуда прибыли эти древние камни — из внутренней или внешней Солнечной системы, и несли ли они какой-либо органический материал, который мог позволить развиваться жизни.

Используя сверхточные измерения изотопов хрома, учёные идентифицировали метеориты как углеродсодержащие хондриты из внешней части системы. Основываясь на преобладании таких камней на Марсе и на том факте, что лёд обычно составляет 10% их массы, авторы подсчитали, что эти «гости» принесли на Марс достаточно воды, чтобы покрыть всю планету толщей до 307 метров.

Примечательно, что углеродсодержащие хондриты из внешней части Солнечной системы также транспортировали органические молекулы, такие как аминокислоты, во внутреннюю часть Солнечной системы. Эти соединения необходимы для формирования ДНК и, вероятно, предоставили сырьё, позволившее зародиться жизни.

В это время Марс подвергся бомбардировке астероидами, наполненными льдом. Это произошло в первые 100 миллионов лет эволюции планеты. Другой интересный аспект заключается в том, что астероиды также несли органические молекулы, биологически важные для жизни.

Мартин Биззарро

автор исследования

Условия на Марсе могли быть идеальными для жизни на этом раннем этапе, чего нельзя сказать о Земле. После этого периода произошло что-то катастрофическое для потенциальной жизни на нашей планете, добавил Биззаро.

Считается, что между Землёй и другой планетой размером с Марс произошло столкновение. Это была масштабная катастрофа, которая сформировала систему Земля-Луна и в то же время уничтожила всю потенциальную жизнь на Земле.

Взятые вместе, эти результаты показывают, что жизнь, вероятно, имела больше шансов на процветание на Марсе, чем на Земле, в годы формирования внутренней части Солнечной системы, считают авторы исследования.

Ученые рассказали, где искать жизнь в Солнечной системе

Принято считать, что если в Солнечной системе существует где-то еще жизнь, кроме Земли, то она обязательно на Марсе. Красная планета уже многие годы находится под пристальным вниманием ученых и исследуется несколькими марсоходами, однако однозначного ответа относительно существования жизни на Марсе все еще нет. Но есть ли еще место в Солнечной системе, где теоретически может быть жизнь? По мнению экспертов, такое место имеется, более того, вероятность наличия жизни там еще выше, чем на красной планете. Речь идет о спутнике Сатурна, именуемом Энцелад. Но как такое может быть, ведь Сатурн находится гораздо дальше от Солнца чем Марс, и тем более Земли? Да, спутник Энцелад действительно представляет собой гигантский ледяной шар. Однако у ученых есть сведения, которые говорят о том, что жизнь может существовать внутри него.

Под слоем льда на спутнике Сатурна, возможно, существует жизнь

Исследование гейзера на спутнике Энцелад

Заявления ученых о жизни на Энцеладе не беспочвенны. В 2005 году аппарату “Кассини” удалось запечатлеть вблизи южного полюса спутника водяные гейзеры. Это говорит о том, что под толщей льда имеется жидкая вода, которая периодически вырывается на поверхность.

Как известно, именно вода в жидком ее состоянии является колыбелью жизни. Но есть один нюанс — из чистой h3О никакой жизни возникнуть не может. Для этого должен быть определенный химический состав. Еще до возникновения белков на Земле образовались РНК, которые состоят из азотистых оснований. Ученые считают, что на Землю эти химические вещества были занесены метеоритами из космоса. Впоследствии же из РНК могли возникнуть белки. Как именно это произошло, можно почитать здесь.

Космический аппарат «Кассини» определил состав воды в океане на Энцеладе

Отсюда следует, что косвенным показателем наличия жизни на планете или спутники является не только наличие воды, но и ее химический состав. Космическому аппарату “Кассини” удалось пролететь над гейзером на сравнительно низкой высоте, и определить состав его воды. Как оказалось, в целом он вполне подходящий для зарождения жизни. К примеру, имеется водород, который организмы могут использовать как источник энергии, подобно некоторым земным бактериям.

Также в составе воды удалось обнаружить органику — метан, пропан, формальдегид и углекислый газ. Эта органика может быть источником углерода. Как мы сказали выше, РНК состоит из азотистых соединений, но есть ли на Энцеладе азот? Судя по всему есть, так как присутствует аммиак и серосодержащие соединения, которые могут служить источником азота.

Фосфор — химический элемент, без которого не может зародиться жизнь

Однако ученых огорчил один момент — в воде не удалось найти другого важнейшего элемента, без которого жизнь невозможна — фосфора. Без фосфора вряд ли может существовать биохимия. Он присутствует в составе молекул ДНК и РНК, а значит шансы найти жизнь на спутнике минимальны. Даже если фосфор в воде присутствует, но в небольшом количестве, эволюция будет происходить настолько медленно, что жизнь попросту не успеет зародиться. Но все ли так однозначно с отсутствием фосфора на спутнике Сатурна?

В воде на Энцеладе есть фосфор?

В недавнем исследовании, которое было опубликовано в издании PNAS, говорится, что данные с “Кассини” ошибочны. На самом деле в водах спутника Сатурна содержится большое количество растворенного фосфора.

Миссия на Энцелад будет запущена только в 2030-х годах

Сделать такие выводы помогло построение модели химической эволюции океана. В нем авторы учитывали все возможные пути, по которым фосфор мог перейти как в растворимую форму, так и не растворимую, то есть недоступную для биологической химии. На возможность растворения фосфора в воде влияют ряд факторов, таких как кислотность, наличие других растворенных веществ и пр.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Собрав все данные воедино о предполагаемом составе энцеладного океана, а также знания о растворимости известных на Земле фосфорных соединений, ученые пришли к выводу, что фосфора в воде должно быть достаточно для зарождения жизни, то есть в 3-4 раза больше, чем читалось ранее. Он может попадать в воду спутника из каменистого ядра. Ученые предполагают, что вода может проходить сквозь пористое «сердце» Энцелада.

Но почему же тогда данные, собранные аппаратом «Кассини» этого не подтвердили? Дело в том, что ученые искали фосфор лишь в самых распространенных химических веществах. Поиски фосфора в других соединениях продолжаются, и могут занять еще больше времени. Нынешнее исследование может подсказать ученым, где может быть фосфор.

Если авторы не ошиблись, и на Энцеладе действительно есть фосфор, с большой долей вероятности можно говорить и о том, что там есть жизнь. Но узнать об этом мы сможем лишь в начале 2050-х годов.

Внеземная жизньСпутник Энцелад

Для отправки комментария вы должны или

Жизнь в Солнечной системе

Печатная версия

Дополнительная информация с сайта www. astronomynotes.com

Марс: жидкая вода
Характеристики жизни

Вы можете резюмировать этот урок общей фразой: «Мы одни?» Вы можете связать этот вопрос с телешоу, фильмами или научно-фантастическими романами, но это правильный вопрос, который исследователи рассматривали наряду с темами, которые вы могли бы считать более традиционными, такими как «Почему светит солнце?» Существует растущая область исследований, в которой исследуются все научные вопросы, связанные с поиском жизни во Вселенной, и она называется астробиология . Частью нашего повседневного опыта является то, что на Земле преобладает жизнь. Но чего мы не знаем наверняка, так это того, насколько распространена жизнь в Солнечной системе, Млечном Пути и Вселенной в целом.

Хотите узнать больше?

Что такое астробиология? Мы обсудим многие области астробиологии во время этого урока, но если вы хотите начать с предварительного чтения, прежде чем начать, я бы порекомендовал веб-сайт NASA Astrobiology.

Первая задача при изучении жизни во Вселенной — определить, что мы ищем. То есть, как вы узнаете, что что-то живое, когда вы его найдете? Сделать это на удивление сложно, поэтому единого, общепринятого определения жизни не существует. Если мы сравним и сопоставим живые и неживые существа на Земле, мы можем прийти к набору свойств, которые кажутся общими для всех живых существ. Это:

Живые существа растут и размножаются
Они развиваются и адаптируются к окружающей среде
Им требуется жидкая вода
Им нужна энергия

Мы можем сделать этот список более подробным, но сложность этого типа упражнений в том, что вы можете найти примеры неживых вещей (например, часто цитируется огонь), которые проявляют некоторые свойства жизни, и вы можете привести примеры (например, вирусы), которые не соответствуют всем свойствам, которые вы ожидаете от живых существ. В то время как этот вопрос продолжает исследоваться, один из вариантов, который может быть реализован в то же время, заключается в том, чтобы ученые искали доказательства существования жизни в других местах, которые разделяют свойства форм жизни, известных на Земле. Ясно, что это предположение (и оно может быть ошибочным), но по большей части ученые ищут доказательства того, что простая микробная жизнь может присутствовать сейчас или могла существовать в прошлом в других мирах нашей Солнечной системы. Система.

Наиболее вероятными местами обитания жизни считаются:

Марс
Европа и Ганимед, два галилеевых спутника Юпитера
Титан, спутник Сатурна

Причина, по которой эти места считаются более вероятными, чем, скажем, Меркурий или наша Луна, заключается в том, что есть доказательства того, что каждый из этих миров либо имел какую-то жидкость на своей поверхности в прошлом, либо имел подповерхностную жидкость (воду в случае Марса). , Европе и Ганимеде и жидких углеводородах в случае Титана) или на поверхности сейчас. Многие ученые считают это свойство самым важным условием существования жизни.

На Марсе мы видим свидетельства того, что в прошлом, вероятно, существовала жидкая вода. Ниже приведен пример, когда ученые считают, что светлые отложения указывают на кратковременный поток жидкой воды, который произошел совсем недавно.

Рис. 12.2: Возможные водные объекты на Марсе

Авторы и права: NASA / Mars Global Surveyor

Марсианский посадочный модуль «Феникс» увидел водяной лед в траншее, которую он выкопал во время изучения марсианского грунта.

Рисунок 12.3: Сравнение поверхности Марса на двух изображениях, сделанных Марсианским посадочным модулем Phoenix Lander 9.0003

Авторы и права: NASA / Mars Phoenix Mission

Вы можете найти большое количество изображений и исследований марсианской поверхности с посадочных модулей (например, марсоходы Spirit и Opportunity, посадочный модуль Phoenix) или орбитальных аппаратов (Mars Global Surveyor, Mars Reconnaissance Orbiter), которые предполагают, что Марс когда-то был влажным миром. Учитывая это свидетельство, НАСА вкладывает много времени и усилий в изучение Марса в поисках жизни. На веб-сайте Mars Exploration вы можете найти список всех прошлых, настоящих и будущих миссий на Марс.

Хотите узнать больше?

Образовательная и просветительская группа миссии Феникс на Марс собрала превосходный ресурс, в котором сравниваются изображения Марса и изображения Земли, подтверждающие, что в прошлом Марс должен был быть влажным.

Миссия НАСА «Галилео» дала нам доказательства того, что на Европе может быть подповерхностный океан. А миссия НАСА «Кассини» дала нам доказательства существования русел рек и озер на Титане. Основное внимание миссий НАСА, которые в настоящее время находятся на рассмотрении, состоит в более подробном изучении этих миров, чтобы увидеть, есть ли какой-то способ проверить наличие жизни.

‹ Обзор
вверх
Поиск планет вокруг других звезд ›

Вот 7 лучших мест для поиска жизни в Солнечной системе

Европа. Предоставлено: НАСА/Лаборатория реактивного движения.

Если человечество когда-либо собирается найти жизнь на другой планете Солнечной системы, вероятно, лучше знать, где искать. Множество ученых потратили много-много часов, размышляя именно над этим вопросом, и многие выдвинули доводы в пользу поддержки того или иного места в Солнечной системе как наиболее вероятного места для жизни, какой мы ее знаем. Благодаря команде под руководством Димитры Атри из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби у нас теперь есть методология их ранжирования.

Методология, опубликованная в недавнем препринте на arXiv, ориентирована на новую переменную — индекс микробной обитаемости (MHI). MHI предназначен для измерения того, насколько пригодна для жизни конкретная среда для различных типов экстремофилов, обитающих в экстремальных местах на Земле.

Как и в случае со многими серьезными инженерными задачами, авторы разбили процесс разработки эффективного MHI на ряд шагов. Во-первых, они определили серию из шести переменных окружающей среды, которые могут повлиять на пригодность конкретной среды для жизни. Затем они определили шесть типов окружающей среды, которые, как считается, существуют во многих потенциально обитаемых мирах. Затем они выбрали семь из этих обитаемых миров и собрали все возможные данные о факторах окружающей среды для каждого типа окружающей среды в каждом потенциально обитаемом мире.

С помощью этих данных они сравнили значения, найденные в этих средах, с ценностями, в которых могут жить экстремофилы. Результаты не особенно удивительны для тех, кто интересуется астробиологией Солнечной системы, но поддающиеся количественному измерению данные подтверждают их. Похоже, Европа, Марс и Энцелад — наиболее вероятные кандидаты на обнаружение бактериальной жизни.

Предоставлено: Universe Today

Однако, чтобы прийти к такому заключению, потребовалось собрать много данных и провести их количественную оценку. Во-первых, команда должна была определить, какие факторы окружающей среды были наиболее важными для потенциальной пригодности жизни. Они остановились на шести: температуре, давлении, ультрафиолетовом излучении, ионизирующем излучении, рН и солености. Жизнь может выжить только в узком диапазоне этих значений, и они служат разумной основой для того, чтобы начать думать о том, какие свойства среды необходимы для поддержания жизни.

К счастью, ученые также собрали данные о формах жизни, которые процветают в экстремальных условиях каждого из этих шести факторов. Из Serpentinomonas sp. B1, которые могут выживать при pH до 12,5, до Thermococcus piezophilus CDGS, которые могут выдерживать давление до 125 МПа, земные экстремофилы дают хорошее представление о том, с чем может бороться жизнь на других планетах. Используя максимумы и минимумы выбранных ими факторов, ученые смогли определить границы, которым должна соответствовать окружающая среда, чтобы поддерживать жизнь, какой мы ее знаем.

Это окружение было следующим, на что обратили внимание ученые. Они составили список из шести потенциально биологически интересных сред, в которых была обнаружена жизнь на Земле, а затем определили диапазоны шести факторов окружающей среды в каждой из этих сред на Земле. В список были включены: Ледяные полюса, Поверхностный континент, Подповерхностный континент, Подповерхностные льды, Окружающий океан, Глубоководное дно океана и Гидротермальные жерла. Каждая из этих сред на Земле содержит жизнь в той или иной форме, поэтому авторы утверждают, что они могли бы сделать это и в каком-то другом мире.

Предоставлено: Universe Today

Чтобы найти самые обитаемые места в Солнечной системе, исследователи просмотрели список миров Солнечной системы. Они исключили большинство из них на основе выброса одного или нескольких факторов окружающей среды, которые они определили как важные для биологической жизни. Однако в конце их ликвидации у них осталось семь потенциально обитаемых миров: Марс, Европа, Энцелад, Титан, Ганимед, Каллисто и (несколько неожиданно) Плутон.

После выбора всех вариантов авторы приступили к этапу сбора данных. Они собрали столько данных, сколько смогли найти, о каждом моменте среды, обнаруженном в каждом из миров. Однако не каждый мир благословлен каждой из этих сред. Например, на Марсе нет известных нам гидротермальных источников. Однако это не означает, что другие среды на Красной планете не подходят для астробиологии.

Собрав все возможные данные, они сравнили эти данные с диапазоном, определяемым тем, сможет ли микроб выдержать ряд факторов окружающей среды, которым он будет подвергаться в данной среде, и таким образом получили MHI. Лучший способ обобщить результаты их расчетов — составить таблицу, показывающую количество факторов окружающей среды, которые попадают в диапазон обитаемости экстремофилов для каждой из шести сред, выбранных в рамках исследования. Таблица воспроизводится ниже.

Таблица из статьи, показывающая обитаемость шести различных сред в шести разных мирах, которые авторы выбрали как наиболее пригодные для жизни. Кредит: Арти и др.

Знаменатель в каждой записи означает, сколько факторов окружающей среды исследователи смогли найти. Если число меньше шести, исследователи не смогли найти данные по одному или нескольким факторам. Числитель в каждой дроби — это количество тех факторов окружающей среды, которые лежат в пределах обитаемости окружающей среды для каждого из них. Так, например, значение 1/4 в строке «Подповерхностный лед» столбца «Титан» означает, что были доступны точки данных для четырех из шести факторов окружающей среды и что один из этих факторов окружающей среды находился в пределах, установленных минимальным и максимальным значениями. условий жизни экстремофилов.

Диаграмма ясно показывает, что наиболее вероятным местом, где может существовать жизнь в Солнечной системе, является система гидротермальных источников Энцеладея, которая оценивается пятью из пяти возможных факторов окружающей среды — в ней отсутствуют данные об ионизирующей радиоактивности. Но ледяная луна не одна находится в верхней части потенциально обитаемого списка. На Марсе и Европе обитает среда, которая может быть пригодной для жизни, хотя другие кандидаты в списке кажутся менее подходящими.

Кредит: Вселенная сегодня

В конечном счете, есть ряд миссий, которые будут сосредоточены на поиске любой микробной жизни, которая может существовать во многих из этих мест, включая миссию Europa Clipper и миссию Mars Sample Return.