Кислород – не всегда жизнь? Как абиотическая реакция меняет подход к поиску инопланетных цивилизаций

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе: Марс, укутанный в тонкую пелену углекислого газа, далёкие экзопланеты, чьи атмосферы кажутся совершенно негостеприимными. И посреди этой кажущейся безжизненности — кислород. Не тот, что производят растения, а тот, что возникает сам по себе, из простых химических реакций. Звучит как научная фантастика? Возможно, но это открытие, сделанное командой учёных, заставляет нас пересмотреть устоявшиеся представления о том, где и как искать жизнь за пределами Земли.

Нежданный гость: кислород не всегда признак жизни

Долгое время считалось, что обнаружение кислорода в атмосфере экзопланеты — это почти гарантированный признак существования там живых организмов. Ведь на Земле именно растения и микроорганизмы отвечают за львиную долю этого жизненно важного газа. Исследование показывает, что это не всегда так.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Группа исследователей из Китая обнаружила ранее неизвестный механизм, с помощью которого молекулярный кислород может образовываться в атмосфере, богатой углекислым газом, без всякого участия биологии. «А как же он образуется?» — спросите вы. Ответ кроется в солнечном ветре и его взаимодействии с верхними слоями атмосферы.

Игра ионов: гелий и углекислый газ в танце

Солнечный ветер — это поток заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Среди них есть ионы гелия (He+). Когда эти ионы сталкиваются с молекулами углекислого газа (CO2) в верхних слоях атмосферы, происходит химическая реакция, в результате которой может образоваться молекула кислорода (O2). Звучит просто, правда?

Это не первый раз, когда учёные предлагают абиотические способы образования кислорода. Однако новый механизм отличается от ранее известных: вместо ультрафиолета и атомов кислорода здесь главную роль играет гелий. И это важно.

Энергия продукта масштабируется относительно нулевого значения для резонансного обмена зарядами неподвижных реагентов He+(2S) + CO2(X̃1Σg). Помимо экзотермических путей, при наличии энергии столкновения могут протекать и эндотермические процессы. Цитирование: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Direct production of molecular oxygen from carbon dioxide and helium ion collisions. Commun Chem 6, 267 (2023). https://doi.org/10.1038/s42004-023-01074-2
Автор: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Источник: www.nature.com
Марсианский след: где ещё искать доказательства?

Эта реакция, по словам исследователей, должна происходить и в верхних слоях атмосферы Марса, где как раз имеются в избытке ионы гелия и углекислый газ. И это ещё одно подтверждение того, что на Красной планете процессы могут идти по-своему.

Конечно, пока нет прямых доказательств существования кислорода, образованного именно этим способом, в марсианской атмосфере. Но учёные полны решимости это проверить.

А как же поиск жизни?

Новое открытие не отменяет поиск жизни. Скорее, оно меняет наш взгляд на него. Теперь мы понимаем, что наличие кислорода в атмосфере планеты не является безоговорочным доказательством обитаемости. Нужно учитывать и другие факторы, такие как наличие воды, температурный режим и, конечно, соотношение разных газов.

Это открытие заставляет нас быть более внимательными и осторожными в интерпретации данных, полученных с помощью космических телескопов. Оно, своего рода, как «холодный душ» для оптимистичных прогнозов, но одновременно и открывает новые горизонты для исследований. Ведь теперь мы знаем, что Вселенная может быть более изобретательной в создании условий для жизни, чем мы могли себе представить.

Каждое изображение скорости представляет собой проекцию трехмерных ньютоновских сфер C или O+2+ на ионный детектор. Красные круги представляют изотропные распределения для O2(X̃3Σg¯) + C+(2P1/2) или O2+(X̃2Πg) + C(3P0) (внешний круг) и O2(X̃3Σg¯) + C+(4P1/2) или O2+(a4Πu) + C(3P0) (внутренний круг), которые, как предполагается, образуются при фотодиссоциации CO2+ в центре массы (c. m.) столкновения. Белые линии со стрелками показывают преобразование координат из лабораторных (скорости реактантов представлены v, прерывистые линии) и столкновительных к.м. координат (скорости реактантов представлены u, сплошные линии). Ионные сигналы в левой и правой частях в соответствии с к.м. определяются как прямое и обратное рассеяние. Цитирование: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Direct production of molecular oxygen from carbon dioxide and helium ion collisions. Commun Chem 6, 267 (2023). https://doi.org/10.1038/s42004-023-01074-2
Автор: Zhi, Y., Guo, Q., Xie, J. et al. Источник: www.nature.com
Новые модели: как предсказать атмосферу экзопланеты?

Учёные уже начали включать этот новый механизм в модели, которые предсказывают состав атмосфер экзопланет. Знание абиотических процессов образования кислорода поможет нам лучше понять, почему одни планеты пригодны для жизни, а другие — нет.

Возможно, в будущем, при обнаружении на экзопланете комбинации углекислого газа, гелия и кислорода, мы сможем с большей уверенностью сказать, что именно этот механизм является источником последнего. И тогда, возможно, мы станем ближе к ответу на вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?

Новое открытие не ставит точку в исследованиях внеземной жизни, а, наоборот, открывает новую главу. Теперь у нас есть более широкая перспектива, позволяющая взглянуть на проблему в контексте всей Вселенной, а не только с точки зрения земных шаблонов. И, как знать, возможно, именно это новое знание станет ключом к разгадке величайшей тайны — есть ли кто-то ещё там?

7 комментариев

Добавить комментарий

a
Инертный газ гелий химически взаимодействует с углекислым газом и дает кислород? Это действительно новое слово в химии...
Может, просто альфа-частицы определенных энергий могут разбивать молекулы углекислого газа? Тогда понятнее. Вот только хорошо бы посчитать сечения таких реакций и понять, сколько кислорода может получиться в итоге. А этого тут нет.
Vladimir_23
Ну, чисто гипотетически, такое можно себе представить при определенных условиях. Соединения ксенона известны. Но синтез их происходил при достаточно нетривиальных условиях.
HET
Очередная бредятина про абиотический кислород. Было уже…
V
Горшочек не вари. Что-то я разочаровался в авторе. Вроде начинал хорошо, а потом…
a
Там и начало было построено на разного сорта разоблачениях и опровержениях.
V
Секретарь Тихомирова?
a
Скорее, наоборот. Тихомиров примазался к славе опровергателя и пошел дальше. Объявил всю физику опровергнутой его шестью или сколько там статьями в нерецензируемом журнале со ссылкой на то, что все это напели посланцы с плеяд их «амбассадору» Пономаренко.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Этот ИИ видит сны и вырабатывает цифровой дофамин: как искусственный гиппокамп и гормоны избавляют нейросети от галлюцинаций

На сегодняшний день индустрия разработки искусственного интеллекта столкнулась с серьезной системной проблемой. Создание мультимодальных нейросетей — программ, способных одновременно...

Ученые воссоздали ландшафт ранней Земли и вживую проследили за спонтанной сборкой первых структур жизни

Происхождение жизни на Земле — это в первую очередь проблема физики и гидродинамики, а не только чистой химии. В современной астробиологии одной из ведущих моделей формирования первых...

Озеро Киву: почему купание в райском водоёме несёт смертельную опасность

Есть в мире водоёмы, в которые не пускают, желая сохранить первозданную природу. Есть с повышенной кислотностью или температурой, но озеро Киву в Африке на вид напоминает воплощение лучшего...

ИИ в медицине: как искусственный интеллект превосходит специалистов в постановке диагнозов

За последние два года искусственный интеллект показал, что может ставить медицинские диагнозы точнее, чем самые опытные врачи. Это не предположение, а выводы из нескольких независимых исследований....

Обзор аэрогриля FELFRI FF-AF-03: две чаши, а значит, быстрее, плюс расширенная комплектация

Аэрогрили становятся неотъемлемыми помощниками на кухне: они готовят быстро и практически без масла, а значит — делают блюда более полезными. Эта модель выделяется на фоне аналогичных...

Glock: история одного из наиболее распространённых служебных пистолетов

Glock — семейство австрийских самозарядных пистолетов, появившееся в начале 1980-х годов и ставшее одной из самых распространённых платформ служебного оружия в мире. Его конструкция...