Пребиотическая эволюция на Титане

Наряду с Марсом, Европой и Каллисто,

Титан считается одним из самых перспективных мест в Солнечной системе для поисков признаков так называемой пребиотической эволюции, одного из этапов химического развития окружающей среды, непосредственно предшествующего появлению жизни. Условия на сегодняшнем Титане – самый близкий аналог окружающей среды, существовавшей на ранней Земле непосредственно перед появлением первых организмов. И поэтому Титан можно использовать как естественную лабораторию, в которой ученые могут наблюдать некоторые из важнейших этапов химической эволюции, ведущих к зарождению жизни.
Однако существуют и значительные различия между древними земными условиями и нынешней средой Титана. Помимо очевидной серьезной разницы в температуре (на Титане холодно, в среднем -180 C), современная наука считает, что ранняя атмосфера Земли была наполнена преимущественно азотом и двуокисью углерода, тогда как на Титане преобладает азот с некоторым количеством метана и небольшим количеством других веществ. Считается, что метан Титана, посредством существующей там фотохимии, превращается в этан, ацетилен, этилен и (в сочетании с азотом) синильную кислоту. Последняя является особенно важной молекулой, так как это, по сути, строительный блок для создания аминокислот.

В то же время атмосфера Титана,

по словам ученого Джонатана Лунина из Университета штата Аризона, “…нейтральна для реакций окисления и восстановления и не позволяет легко и прямое образование длинных цепей органических молекул. Для их создания могут потребоваться определенные обстоятельства. На Титане не так уж много углекислого газа, и если мы увидим, что там есть сложные органические молекулы, это будет очень важным знанием о ранней Земле и свойствах окружающей среды, в которой возникла жизнь.

Ученые провели работы в лабораториях

с имитации условий, существующих на Титане. Карл Саган и его коллеги из Корнеллского университета провели эксперименты, в которых имитировали химию атмосферы Титана. Они изучали смесь азота, метана, водорода и гелия при различных давлениях и концентрациях, а так же подвергли ее воздействию высокого напряжения, чтобы имитировать эффект полярного сияния. Были получены различные органические материалы, включая углеводородные цепи длиной до 7 атомов углерода, нитрилы, а так же коричневато-оранжевое твердое вещество с оптическими свойствами, аналогичными свойствам тумана Титана, обнаруженного “Вояджерами” и в результате наземных наблюдений. Низкая температура Титана и связанная с этим нехватка жидкой воды могут препятствовать существованию более сложной органической химии, хотя неясно, в какой степени вулканизм и другие воздействия могут локально обеспечить более благоприятные условия для развития пребиотиков. На Титане существует также возможность проявлений криовулканизма – вулканизма, при котором жидкость, вытекающая из вулкана является не расплавленной породой, а жидкой водой, возможно, содержащей аммиак и другие антифризы. Наличие такого явления было бы важно, потому что это позволяло бы хотя бы на короткое время иметь жидкую воду и каким-то образом модифицировать органические вещества.

Атмосферное давление на поверхности Титана

на 50 процентов выше, чем на Земле, что сопоставимо с давлением на дне бассейна глубиной 3 метра. Толстая атмосфера Титана защищает поверхность и органику от вредных космических лучей и ультрафиолетового излучения. Может ли Титан иметь примитивная жизнь? Некоторые ученые начали все чаще задумываться об этом. Одна из возможностей заключается в том, что микроорганизмы могут существовать в глубине Титана, где жидкая вода может присутствовать постоянно. Другая возможность – активный водный вулканизм, который приведет к текущим по поверхности потокам воды и появлению возможности поверхностной биологической активности. Титан может также периодически нагреваться в результате ударов с крупными метеоритами и астероидами.В начале 1990-х годов Карл Саган и У. Рейд Томпсон из Корнеллского университета предположили, что воздействие на поверхность Титана растопит ледяную кору и произведет жидкую воду.1 Наконец, было высказано предположение, что жизнь на Титане может существовать принципиально иной основе, чем существующая на Земле. Одна из возможностей заключается в том, что вместо воды углеводороды, которые являются жидкими на Титане, могут работать для биохимии жизни как растворитель. Во многих отношениях углеводородные растворители даже лучше, чем вода, справляются со сложной органической химической реакционной способностью.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: