Кислород и живот: предупредителна приказка

Различни видове фитопланктон

Голяма част от кислорода в земната атмосфера се произвежда от малки морски организми, като фитопланктон. Изображение чрезRacing Extinction.


Повечето хора знаят, че кислородът е жизненоважен за земния живот. Хората и другите животни го дишат. Зелените водорасли, морските бактерии и изобилието от растения на Земята го произвеждат. Около 20 процента от земната атмосфера в момента се състои от кислород и този факт е довел до ролята на кислорода вастробиологияимаподписна живота. С други думи, ако астрономите открият кислород в атмосферата на друга скалиста планета като Земята, обикаляща около далечна звезда, те вероятно биха сметнали този кислород за силен сигнал за възможен живот на тази планета. Но сега ново проучване поставя под съмнение този извод. Той показва, че кислородът може да се генерира и при липса на живот ... произхождащ, ако щете, от извънземен измамник.

Новоторецензиранконстатации бяхаобявеноот университета Джон Хопкинс ипубликуванив брой от 11 декември 2018 г. наACS Земна и космическа химия.


Най -добрият подарък за Нова година! Лунен календар на ForVM за 2019 г.

По принцип изследователите успяха да създадат както кислород, така и органични съединения в симулации на атмосфера на екзопланета, без участието на живот. Експериментите са проведени в лабораторията наСлушай Сара, асистент по земни и планетарни науки и съавтор на новия доклад. Използване на планетарния HAZE (ФАЗЕР) камера, те тестваха девет различни смеси от газове, за които се смята, че съществуват в атмосферата насвръх Земятаимини-Нептунекзопланети - светове, които са по -големи от Земята, но по -малки от Нептун. Всяка смес се състои от газове като въглероден диоксид, вода, амоняк и метан и се нагрява до температури в диапазона от около 80 до 700 градуса по Фаренхайт.

Чао Той обяснява как работи камерата PHAZER

Чао Той обяснява как работи камерата PHAZER. Изображение чрезЧанапа Тантибанчачай.

Симулирана планетарна атмосфера, богата на CO2, изложена на плазмен разряд

Симулирана богата на CO2 планетна атмосфера, изложена на плазмен разряд в лабораторията на Сара Хорст. Изображение чрез Chao He.




Всяка смес беше изложена на два различни вида енергия -плазмаиUV светлина- които могат да предизвикат химични реакции в атмосферата на планетата. Плазмата - по -силна от UV светлината - може да симулира електрически дейности като мълния и/или енергийни частици, докато UV светлината създава химични реакции в атмосфери на планетата като тези на Земята, Сатурн и Плутон.

Експериментите бяха оставени да продължат в продължение на три дни, приблизително същото време, през което биха били изложени на плазма или UV светлина от космоса, като получените газове след това се измерват с масаспектрометър- който се използва за идентифициране на количеството и вида на химикалите, присъстващи във физическа проба.

И така, какво откриха изследователите?

Симулираните условия произведоха и дветеорганични молекулии кислород, който може да изгради захари и аминокиселини катоформалдехидициановодород- суровините, от които може да започне ледът. СпоредЧао Хе, асистент изследовател в Джон Хопкинс:


Хората предполагаха, че кислородът и органичните вещества присъстват заедно, показва живот, но ние ги произвеждахме абиотично в множество симулации. Това предполага, че дори съвместното присъствие на общоприети биоподписи може да бъде фалшиво положително за цял живот.

Концепцията на художника за екзопланетата Gliese 667 C.

Концепцията на художника за екзопланета супер земя Gliese 667 Cb. В тази система с три звезди, звездата домакин е спътник на две други звезди с ниска маса, виждани тук в далечината. Ако кислородът се намери в атмосферата на планета като тази, той може - а може и да не е - доказателство за живот. Изображение чрезЧЕ.

Резултатите със сигурност са интересни и показват, че кислородът наистина може да се произвежда без участието на какъвто и да е живот,нов същото време показва, че градивните елементи на живота - от които би могъл да възникне животът - също се произвеждат лесно. Това само по себе си е вълнуващо, тъй като подкрепя идеята, че животът може да започне в много различни среди, където условията са благоприятни.

През 2015 г., друго проучване наНорио Наритаи колеги открихадруг процескоито също могат да произвеждат кислород, включителнотитанов оксид- окислен метал, който катализира разделянето на водата на кислород и водород, когато планетарна повърхност е изложена на ултравиолетова радиация. Дори и само 0,05 % титанов оксид, изграждащ повърхностни материали на екзопланета, може да произвежда нива на кислород, подобни на тези в земната атмосфера. Това проучване може да бъде намеренотук.


В крайна сметка: Откриването на кислород в атмосферата на супер-Земя или екзопланета с размери на Земята би било вълнуващо-и вероятно доказателство за живота-но това ново изследване показва, че дори тогава резултатите трябва да се разглеждат много внимателно-като предупредителна приказка. Кислородът наистина може да идва от живи организми, както на Земята, но може да е и случай на извънземен измамник.

Източник: Химията на газовата фаза на хладни екзопланетни атмосфери: Прозрение от лабораторни симулации

Университет Виа Джон Хопкинс.