（CNN） Это говорит о том, что общепринятая теория о том, что кометы сыграли важную роль в зарождении жизни на Земле миллиарды лет назад, может быть подорвана. Результаты нового компьютерного моделирования бросают вызов теориям, существовавшим десятилетиями, которых придерживалось научное сообщество.
Результаты этого исследования показывают, что в результате удара разрушаются хрупкие органические молекулы, которые, как полагают, были унесены ледяными кометами. Это опровергает устоявшуюся теорию происхождения жизни, которая восходит, по крайней мере, к 1961 году. Более широкая идея о том, что материалы для жизни пришли из космоса, еще старше: она была предложена в качестве научной гипотезы в 1908 году как «теория панспермии».
Анимация, изображающая приближающуюся к Солнечной системе комету/НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Жизнь на Земле требует сложных органических молекул, но неясно, было ли на ранней Земле достаточно сырья, необходимого для химических реакций, которые создавали строительные блоки для жизни (пребиотическая химия). Кометы состоят из пыли и льда, но известно, что они также содержат органические вещества. Из-за такого состава кометы иногда называют «грязными снежками», и ученые предположили, что они могли принести воду и органические молекулы на поверхность Земли.
Согласно новому исследованию, опубликованному 28 октября в журнале Scientific Reports, более 100 000 комет диаметром более 100 метров могли жестоко столкнуться с Землей в ее первые дни, более 4 миллиардов лет назад. Но большинство этих столкновений не были достаточно большими, чтобы выдержать молекулы, необходимые для возникновения жизни.
Используя новейшие модели формирования и эволюции комет, исследователи смоделировали этот период, первые дни существования Земли, 100 000 раз. «Основываясь на том, что мы знаем о ранней среде поверхности Земли, наше моделирование показывает, что никогда не было ни одного воздействия, которое могло бы привести к зарождению жизни», — сказал Ричард Анслоу, ведущий автор исследования и аспирант Института астрономии Кембриджского университета.
Кометы, подобные комете Чурюмова-Герасименко (67P), наблюдавшейся в январе 2015 года, выбрасывают большое количество пыли и газа/ESA/Rosetta/NAVCAM
Кометы богаты молекулами, необходимыми для зарождения жизни, но результаты моделирования показывают, что скорость столкновения кометы слишком велика, чтобы успешно доставить эти молекулы на Землю. «Учитывая типичную скорость, с которой кометы сталкиваются с Землей, вполне вероятно, что очень немногие органические молекулы, если таковые имеются, доберутся до Земли, не разрушая их, а это означает, что кометы могут быть не так полезны в химии до жизни, как считалось ранее», — сказал Анслоу.
“Мы не можем с уверенностью сказать, что не было успешных столкновений. Остается возможным, что были очень редкие, случайные столкновения”, – сказал Анслоу, но для того, чтобы такое совпадение произошло, столкновение должно было произойти в “идеальной конфигурации”, которая отвечала бы нескольким ключевым условиям, включая присутствие жидкой воды и присутствие других поддерживающих жизнь химических веществ. Он добавил, что маловероятно, что все эти условия сойдутся вместе, поэтому в целом маловероятно, что кометы сыграли роль в зарождении жизни.
альтернатива комете
Это исследование сосредоточено на встречающемся в природе химическом веществе под названием цианид водорода (HCN). Это важный предшественник химических реакций, предшествующих жизни, и он был обнаружен в десятках комет, включая комету Галлея и Хейла-Боппа.
HCN, состоящий из водорода, углерода и азота, может соединяться с водой с образованием аминокислот. Аминокислоты – это молекулы, из которых состоят белки. Другие исследования были сосредоточены на HCN как на одном из ключевых веществ для выяснения происхождения жизни на Земле.
«Когда кометы сталкиваются с Землей, они подвергаются воздействию чрезвычайно высоких температур и давлений», — сказал Анслоу. «Недавние исследования показали, что эти высокие температуры и высокие давления, а также последствия последующего воздействия могут разрушить многие молекулы, из которых состоит жизнь».
Исследователи утверждают, что даже если бы столкновение было успешным, оно вряд ли обеспечило бы достаточную концентрацию необходимых для жизни химических веществ, и что если бы они попадали в океан, они бы быстро распространились и растворились.
Цианистый водород (HCN) был обнаружен в десятках комет, включая комету Галлея/Лабораторию реактивного движения НАСА/Калифорнийский технологический институт.
Анслоу также отметил, что кометам обычно не хватает многих других предшественников, таких как соединения, содержащие фосфор и серу, которые необходимы для протекания химических реакций, предшествующих жизни.
По словам Анслоу, даже если кометы не принесли на Землю строительные блоки жизни, есть еще несколько многообещающих теорий, которые стоит изучить. Другая давняя теория заключается в том, что «первичный суп» Земли сам мог синтезировать молекулы, необходимые для жизни. Другая возможность состоит в том, что астероиды были источником органического вещества. Астероиды часто сталкивались с Землей, и скорость их падения была относительно низкой. Анслоу привел результаты анализов проб, взятых с астероидов Бенну и Рюгу. В них содержится большая часть аминокислот, входящих в состав белков.
Текущее исследование также предполагает еще одну интересную возможность. Условия для образования HCN в результате ударов комет, возможно, не были идеальными на Земле, но условия могли подходить для древнего Марса. «Марс намного меньше Земли и дальше от Солнца, поэтому скорость удара кометы намного медленнее, чем на Земле, поэтому вполне вероятно, что удары кометы уничтожили большую часть HCN на Земле, но не так сильно на Марсе», — сказал Анслоу.
Эта идея может по-новому взглянуть на давний вопрос: «Существовала ли когда-нибудь жизнь на Марсе?»
Теория комет все еще актуальна?
В этом исследовании подробно анализируется, насколько хорошо HCN смог пережить столкновение с кометой, но Куини Чан, доцент кафедры наук о Земле в Лондонском университете Ройал Холлоуэй, отмечает, что вполне возможно, что HCN уже подвергался химическим реакциям до того, как вошел в атмосферу Земли в виде кометы (ледяного объекта). В результате этого процесса могли образоваться биологически важные соединения, такие как строительные блоки белков. Эти соединения имеют низкую летучесть и, вероятно, выживут в суровых условиях воздействия. Чан не участвовал в этом исследовании.
«Таким образом, неэффективность комет в доставке HCN в неизмененном виде не может полностью исключить возможную роль комет. Они, возможно, предоставили другие важные органические соединения и внесли свой вклад в запасы органического вещества на Земле до возникновения жизни». Чан написал по электронной почте.
