Рассмотрим самый "простой" вопрос в научной среде - как на Земле появилась жизнь? Кто совершил путешествие на астероиде, чтобы сегодня могли родиться и мы?
На стыке сложных научных дисциплин, таких как астрофизика, астробиология и история Солнечной системы, уже давно появились гипотезы, которые иногда кажутся чем-то из области фантастики или религии. Часто, при взаимодействии науки и общественности, да еще и с легкой подачи журналистов, эти гипотезы принимают чересчур упрощенные и даже мифологизированные формы. Одной из таких мифологем является идея о том, что жизнь на Землю была занесена из космоса, а именно - с помощью астероида.
Концепция, известная как, пардон, панспермия, предполагает, что микроорганизмы могли путешествовать через космическое пространство, и в конечном итоге попасть на Землю, дав начало всему многообразию жизни, которое мы видим сегодня. Эта идея наглядно демонстрирует, как научные гипотезы могут трансформироваться в общественном сознании, обретая почти магические или мифические черты. Воображение рисует картину безжизненной Земли, вращающейся вокруг Солнца, которая оживает в одночасье благодаря падению астероида, несущего в себе зачатки жизни. Однако, несмотря на свою поэтичность и привлекательность, подобные упрощения могут затенять истинную сложность и нюансы научных исследований в этой области.
Так откуда растут ноги у этих примитивных представлений? Насколько допустимо проводить параллель между нашей планетой, и оплодотворенной яйцеклеткой?
Прежде чем принимать какие-либо теории о происхождении жизни на Земле, важно понимать сложность и многогранность этой темы. Мы не можем утверждать с абсолютной уверенностью, как именно зародилась жизнь на нашей планете, поскольку этот вопрос до сих пор активно изучается лучшими умами человечества. Происхождение жизни на Земле, поистине - вопрос повышенной сложности.
Однако, мы точно можем утверждать следующее: основной проблемой гипотезы панспермии является склонность людей экстраполировать современное состояние Земли на ее далекое прошлое. Многие из нас представляют раннюю Землю как примерно такую же планету, но вместо густых лесов - безжизненные пустыни, а вместо заполоненных жизнью океанов - вулканы и лавовые поля. Но история нашей планеты гораздо сложнее и динамичнее.
Важно помнить, что формирование Земли не происходило в изоляции. Как только протопланетный диск начал преобразовываться в планеты, множество других мелких объектов также находились в космическом пространстве солнечной системы. Это означает, что наша планета, с самого начала своего существования, подвергалась обширному взаимодействию с другими небесными телами, этим "остаточным мусором" от протопланетного диска, включая множество астероидов и комет. Эти ранние взаимодействия, часто называемые массовыми астероидными бомбардировками, оказывали очень серьезное влияние на облик Земли, и главное - на химический состав ее поверхностных слоев.
Особое внимание следует уделить химическому составу нашей планеты и тому, как эти показатели были изменены в ходе космических событий.
Изначально Земля обладала относительно скромным химическим составом, но это изменилось со временем. Конечно, если говорить о составе в целом - и на первых этапах, и в наши дни она представляет собой шарик, состоящий в основном из железа и никеля. Но нас интересует основная сцена этого театра, где собственно и происходят все "спектакли", поставленные формами жизни. Речь идет о поверхностном слое, который оформился во внешнюю земную кору. И если говорить именно об этой части планеты - ее химический состав изначально был очень скудным, но он сильно обогатился с течением времени.
На самых ранних стадиях, мы можем предполагать наличие в нем металлов и их окислов, кремния и минералов, но если говорить об органике, о сложных углеводородных молекулах - вероятнее всего, изначальный состав был очень небогатым в этом отношении. Но все изменилось благодаря процессу "собирания мусора" в виде астероидов со всей ранней солнечной системы. В результате массовых бомбардировок метеоритами, верхний слой Земли обогатился разнообразными элементами, и прежде всего речь идет именно об углеводородах.
Почему мы можем это утверждать? Это разнообразие можно объяснить различиями в условиях, преобладавших в разных областях протопланетного диска.
Во время формирования протопланетного диска, физические факторы в различных его частях значительно отличались, особенно с точки зрения температуры и интенсивности излучения от нашей звезды. Внутренняя часть диска, где формировалась Земля, характеризовалась высокими температурами, что затрудняло появление сложных химических соединений, в том числе углеводородов. В то же время, в более холодной внешней области диска условия для формирования этих соединений были значительно более благоприятны.
Таким образом, метеориты и другие космические объекты, прибывшие из более удаленных и холодных областей Солнечной системы, вполне могли принести на Землю необходимые химические элементы и соединения. Это обогащение химического состава верхних слоев Земли сыграло решающую роль в формировании условий, благоприятных для возникновения жизни.
Подтверждение озвученной гипотезы об обогащении Земли компонентами из внешних областей солнечной системы, подкрепляется рядом важных научных открытий и наблюдений.
- Спектрометрические измерения протопланетных дисков: Современные астрономические исследования позволяют проводить детальный анализ протопланетных дисков, расположенных в отдаленных участках космоса, возле других звезд. Благодаря спектрометрическим методам, ученые обнаружили органические соединения во внешних областях этих дисков. Это открытие подтверждает наше предположение о том, что подобные соединения могли быть занесены на Землю из холодных областей Солнечной системы.
- Анализ образцов с астероидов: Миссии по сбору образцов с астероидов и последующий их анализ на Земле предоставили дополнительные доказательства. Исследования показали, что многие астероиды содержат сложные органические молекулы, подобные тем, что можно найти на Земле. Это также говорит в пользу идеи о том, что именно астероиды могли сыграть важную роль в доставке органических материалов на нашу планету.
- Исследование метеоритов: Метеориты, падающие на Землю, также являются ценным источником информации. Их анализ показывает наличие сложных углеводородных соединений, которые могли быть занесены на нашу планету из космоса. Эти данные согласуются с предположением о космическом происхождении некоторых элементов, необходимых для зарождения жизни.
Таким образом, значительное количество сложных органических соединений, а также, вероятно, часть воды на Земле, могли быть занесены с помощью малых космических объектов, таких как астероиды и метеориты, которые являлись "осколками" протопланетного диска. Эти открытия не только поддерживают гипотезу о космическом происхождении многих компонентов, необходимых для зарождения жизни на Земле, но и открывают новые перспективы для изучения процессов формирования планет и возможности существования жизни во Вселенной.
Образцы астероида Бенну, собранные миссией OSIRIS-REx и доставленные на Землю в сентябре 2023, показали наличие углерода и воды, что представляет собой важное открытие для понимания формирования нашей планеты. Особое внимание ученых привлекли глинистые минералы, содержащие воду в своей кристаллической структуре, что считается одним из возможных путей, каким вода могла попасть на Землю.
Спектральные исследования астероида также показали наличие органических веществ, включая ароматические углеводороды, которые сходны по своим характеристикам с подобным веществом в метеоритах, падавших на Землю. Химический состав этих материалов может дать ключ к пониманию условий ранней Солнечной системы и происхождения жизни на Земле. Большая часть органического вещества в метеоритах вероятно происходит из межзвездной среды или холодных регионов протопланетного диска. Массовые астероидные бомбардировки на ранней стадии формирования Солнечной системы, привнесли эти вещества на планеты, включая Землю.
Вернемся к идее панспермии и попытаемся разобраться, насколько она соответствует реальности и адекватно ли мы ее представляем.
Возьмем сценарий: астероид, кишащий живучими микроорганизмами, падает на Землю. С первого взгляда, кажется возможным, что эти формы жизни могли бы развиваться и процветать на нашей планете. Однако, при более внимательном рассмотрении этой идеи, возникают некоторые вопросы. Даже при наличии способности выживать в экстремальных условиях, и пережить космическое путешествие в "заморозке", эти микроорганизмы столкнулись бы с фундаментальной проблемой: отсутствием необходимой питательной основы.
На поверхности ранней Земли преобладали простые химические элементы и соединения, такие как железо и кремний, но это далеко не тот "питательный бульон", который требуется для большинства форм жизни, особенно углеродным микроорганизмам. Они нуждаются в более сложных органических соединениях, таких как углеводороды, которые были крайне ограничены или вообще отсутствовали на Земле в тот период. Конечно, мы можем обойти этот аргумент, заявив, что сначала произошел описанный нами ранее процесс насыщения Земли органическими веществами, а уже потом условные "инфузории туфельки" упали в эту благоприятную среду. Но зачем плодить лишние сущности в виде таких "захватчиков"? Почему жизнь не может просто появиться там, где для этого уже существуют все строительные "кирпичики"?
Напомним еще раз: абсолютной уверенности в том, как именно зародилась жизнь, у нас нет. Однако, когда речь заходит о жизни, занесенной астероидом, такое упрощение просто неуместно. Важно понимать, что астероид был не один, это было огромное количество малых небесных тел, со всей солнечной системы. Эти астероиды, остатки протопланетного диска, можно сравнить с рыбой, которую сетью своей гравитации ловит "трал" - Земля. Собирая на себя различные "полезные" вещества, Земля накопила материалы, которые и могли стать предтечей жизни.
Однако, на этом моменте астрофизика уступает место химии. Эта наука и ее специализированные подразделы, может ответить на вопрос, как именно из органических соединений могла возникнуть первая жизнь. Этот сложный и многогранный вопрос оставим профессионалам в области химии.
Подводя итоги, укажем еще один момент: подумайте о том, что представители человечества склонны к антропоцентричному восприятию мира. Идея о том, что жизнь на Землю была занесена извне с помощью "зараженного" бактериями камня, который попал на раннюю Землю, во многом является сказочным представлением, мифологемой, похожей на то, что мы наблюдаем в реальном мире. Даже законы орбитальной механики указывают на то, что вероятность такого события, когда нужный камень, прилетевший из-за пределов нашей планетной системы, из далеких областей галактики, едва ли смог бы попасть именно в такую "подходящую" планету, как Земля. Эта гипотеза, хоть и привлекательна своей простотой и романтичностью, скорее всего не соответствует реальности.
Органика с астероидов попала на Землю самостоятельно. А сможем ли мы найти на них еще что-то более полезное?
