Астробиологи презентуют многообещающие биомаркеры для поисков внеземной жизни



Как пишет команда ученых Криссансена-Тоттона из университета Вашингтона в журнале Science Advances, наличие кислорода в атмосфере в роли биоподписи – это общепринятое представление и правильная поисковая стратегия. Ведь объяснить наличие атмосферного кислорода на планете, где отсутствует жизнь, очень затруднительно. «Но не стоит делать всю ставку только на одну карту», - считает Криссансен-Тоттон. - «Даже если жизнь во вселенной широко распространена, у нас нет оснований для того, чтобы предполагать, что она зиждется именно на кислороде. Биохимический процесс появления кислорода чрезвычайно комплексный, поэтому можно предположить, что именно кислородные формы жизни могут оказаться весьма нечастым явлением».

В своей актуальной работе астробиологи проанализировали историю земной жизни и пришли к выводу, что неоднократно на Земле наступали периоды, когда атмосфера состояла из неравномерных газовых смесей, причем такие составы атмосферы могли существовать исключительно при наличии на планете живых организмов. «На самом деле способность жизни производить кислород появилась только в последний период земной истории, составляющий лишь одну восьмую ее продолжительности».

Если же взглянуть на всю историю жизни на нашей планете, то здесь открывается еще одно сочетание газов, которое представляет собой явное свидетельство наличия жизни: метан плюс углекислый газ при одновременном отсутствии окиси углерода.

«В чужих системах нам стоит искать значительное присутствие атмосферного метана и углерода, при наличии на поверхности воды в жидкой форме и обязательном отсутствии окиси углерода», - говорит соавтор проекта Дэвид Кетлинг. - «Проведенная нами работа показала, что такая комбинация – это действительно убедительный признак наличия жизни на планете».

На самом деле такую теорию очень скоро можно будет использовать практически с помощью новых телескопов. И ученые надеются, что уже в обозримом будущем нас ожидают сенсационные открытия инопланетных биосфер.

В своей работе ученые исследовали различные пути появления метана на разных планетах – от падения астероидов и газовых выбросов из недр планеты до химических реакций воды и каменных пород, и пришли к выводу, что на каменных планетах земного типа появление большого количества метана без наличия жизни весьма сомнительно.

Если на какой-либо планете будут одновременно выявлены метан и углерод, но без СО2, это будет означать химический дисбаланс, который в значительной степени указывает на наличие жизненных форм. Причина: атомы углерода в обеих молекулах представляют противоположные степени окисления. Двуокись углерода связывает такое количество атомов кислорода, сколько это возможно, и это при том, что углерод в метане беден кислородом, по причине чего создает подобие кислорода и водорода в себе.

«То есть в результате мы имеем эти две крайние стадии окисления, которые практически невозможно получить путем небиологических процессов и без одновременного производства окиси углерода», - объясняет Криссансен-Тоттон. - «Например, планеты через вулканы выбрасывают в свою атмосферу двуокись углерода, а метан будет при этом иметь тенденцию выделять угарный газ (окись углерода)».

Но окись углерода - это газ, который активно поглощается присутствующими микробами, считают исследователи. «Если окись углерода присутствует в больших количествах, то это станет признаком того, что на такой планете биология отсутствует».

«Жизнь, которая производит метан (как мы ее знаем), пользуется простым обменом веществ, она существует повсеместно и присутствует на нашей Земле на протяжении большей части ее истории», - подводит черту Криссансен-Тоттон. - «Такая биология относительно проста, и мы можем предположить, что в дальнейшем она может развиваться в формы жизни, производящей кислород. И это далеко не последняя причина, почему нам следует целенаправленно ее искать».

Подпись к иллюстрации: Будущие телескопы, как James Webb Space Telescope (справа), будут искать в атмосферах далеких планет признаки тамошней жизни. В то время как наша Земля (справа вверху) объединяет в своей атмосфере сразу несколько газов, свидетельствующих о наличии жизни (прежде всего кислород и озон), многообещающим альтернативным биомаркером может быть комбинация большой концентрации метана и двуокиси углерода, как это было на молодой Земле (справа внизу).


Смотрите также: