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
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
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
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

Крылья бабочек создают оптическую иллюзию в полете, заставляя хищников промахиваться

В живой природе дневные бабочки представляют собой заметную и уязвимую цель. Они летают в светлое время суток, их крылья покрыты яркими полосами и пятнами, а частота взмахов относительно мала....

В ракету «Аполлон-12» дважды ударила молния в первую минуту полёта к Луне

14 ноября 1969 года «Аполлон-12» отправился к Луне под дождём. Через 36,5 секунды после старта в ракету Saturn V ударила молния, а на 52-й секунде последовал второй разряд. В кабине загорелись...

Технологическая сингулярность уже наступила? Как ИИ-агенты вышли из-под контроля, но провалили базовые тесты на логику

В последние месяцы руководители крупнейших компаний по разработке программного обеспечения сделали ряд громких заявлений. Они сообщили, что развитие искусственного интеллекта подошло к моменту...

Сверчок вместо термометра: можно ли определить температуру воздуха по частоте его стрекота

Тёплым вечером стрекот сверчков кажется просто частью летнего шума. Но стоит прислушаться несколько ночей подряд, и обнаруживается любопытная закономерность: в жару «музыка» становится заметно...

«Коллапс знаний»: почему ИИ-чат-боты делают наше мышление более плоским и стереотипным

Поисковые системы меняют привычный формат работы. Вместо списка ссылок на независимые сайты пользователи все чаще видят готовые текстовые ответы, сгенерированные искусственным интеллектом прямо на...

Почему самую высокую плотину Италии никто не использует

На севере Италии, в узкой долине на реке Вайонт по сей день можно увидеть грандиозную плотину в 260 метров высотой. Даже сегодня она кажется прямо скажем гигантской, а в 60-е официально была самой...