2
В 54% компьютерных моделей ни одно столкновение не приносило на сушу достаточного количества цианистого водорода для предбиологической химии. Марс оказался более подходящим местом для такой доставки, чем Земля
Кометы, вероятно, являлись крайне ненадежным источником веществ, необходимых для возникновения жизни на ранней Земле. К такому выводу пришли исследователи Кембриджского университета, которые смоделировали столкновения комет с планетой и оценили, сколько органических соединений могло пережить падение. Результаты ставят под сомнение устоявшуюся гипотезу о том, что кометы сыграли ключевую роль в появлении жизни, доставив на Землю необходимые химические компоненты.
Основным фокусом исследования является цианистый водород, или HCN. Эта молекула служит исходным веществом для синтеза ряда компонентов, критически важных для предбиологической химии, включая сахара, липиды и азотистые основания. HCN наблюдали в кометах в таких количествах, которые позволяют рассматривать его как потенциально важный источник сырья для подобных реакций. Однако для доставки молекулы на планету недостаточно: она должна пережить атмосферное сопротивление и столкновение, а затем оставаться в достаточной концентрации, чтобы химические реакции могли начаться.
Исследователи провели 100 000 компьютерных симуляций ранней кометной бомбардировки Земли. В 54% сценариев ни одна комета не приносила на сушу достаточного количества HCN. Успех был затруднен несколькими факторами: небольшие кометы могли разрушаться в атмосфере, при столкновении часть материала уничтожалась из-за высокой температуры, а столкновения с океаном приводили к разбавлению оставшихся соединений. Даже если молекула выживала после удара, её концентрация могла быстро уменьшаться из-за попадания воды в образовавшийся кратер и других процессов.
В 46% оставшихся сценариев происходило хотя бы одно столкновение, при котором на поверхность попадало достаточное количество HCN. Однако даже такой исход не гарантировал возникновения предбиологической химии. По оценкам авторов, успешная доставка требовала редкого сочетания условий: комета должна была войти в атмосферу под правильным углом, двигаться с относительно небольшой скоростью и сохранить значительную часть своего химического состава. Затем необходимые реакции должны были начаться до того, как соединение разбавится или разрушится. При этом расчёты описывают оптимистичный для комет сценарий: авторы использовали допущения, предназначенные для увеличения вероятности успешной доставки.
Ключевое отличие этой работы от ряда предыдущих моделей заключается в методе оценки ранней кометной бомбардировки. Учёные опирались на динамическую модель происхождения и эволюции короткопериодических комет, а не на лунные кратеры как косвенный индикатор столкновений с Землёй. Они также учитывали разрушение комет при движении по внутренней части Солнечной системы и во время прохождения атмосферы. По результатам моделирования, даже во время интенсивной бомбардировки успешная доставка HCN в нужной концентрации была исключительно редким событием. Кроме того, наиболее вероятное время такого столкновения приходилось на ранний этап истории Земли, задолго до предполагаемого появления последнего универсального общего предка всех ныне живущих организмов.
При сравнении планет было установлено, что Марс лучше подходит для доставки таких веществ кометами. Его более разреженная атмосфера и меньшие скорости столкновения позволяют большему числу комет достигать поверхности и сохранять химическое содержимое. Даже если давление ранней марсианской атмосферы было близко к земному, число успешных доставок в модели оказалось более чем в 5 раз выше, чем для Земли. У Венеры ситуация наоборот: плотная атмосфера разрушает большинство падающих комет, включая кометы километрового размера.
Авторы не утверждают, что кометы абсолютно точно не участвовали в зарождении земной жизни: расчёты не позволяют исключить единичное удачное столкновение. Однако результаты указывают на то, что кометная доставка вряд ли обеспечила Землю необходимым запасом исходных веществ в достаточной концентрации. При этом выводы о Марсе также имеют ограничения: модель оценивает доставку химических соединений, но не подтверждает, что на планете возникла жизнь или что условия после столкновений были благоприятны для её появления.
Источник