Жизнь на замерзших планетах

Примерно 650 миллионов лет назад обширные ледники простирались от полюсов до тропиков, погрузив Землю в замороженное состояние, которое продолжалось в течение миллионов лет. Это происходило и раньше: наша «бледно-голубая планета» превращалась в жемчужно-белую «снежную Землю» по крайней мере три раза в своей истории. Эти существовавшие продолжительное время состояния представляют собой загадку: они должны были стать смертельными для всего живого, однако жизнь сохранилась. Сегодня обнаружены геологические доказательства того, что наши ранние микроскопические предки не замерзали в ледниковые периоды до смерти. Обнаруженные древние окамелелости  содержат генетическую информацию о том, что родословная многих одноклеточных организмов выходит по времени за пределы замершей Земли. Вопрос состоит в том, как им это удалось?

Новое исследование, опубликованное на сервере arXiv и представленное в Earth and Planetary Science Letters может помочь разобраться в этом вопросе. Адив Рай, аспирант астрономии из Университета Торонто (UT), и его коллеги смоделировали разнообразные снежные миры – варьируя количество вулканов, которые они могли бы иметь и количество солнечного света, получаемого ими. Ученые пытались найти такие состояния, при которых многие из этих миров никогда не выйдут из состояния снежного кома.  В результате эксперимента выяснилось, что те миры, в которых вулканическая активность была невысокой, никогда не имели бы достаточного количества углекислого газа, чтобы спровоцировать глобальное потепление, необходимое для того, чтобы разбудить их от криогенного сна (как это произошло на Земле). Однако, что удивительно, многие из этих миров смогли все же поддерживать большие незамерзающие районы поверхности. Некоторые из этих районов оставались сухими как, например, сухие долины Мак-Мердо в Антарктиде, а другие образовывали уникальные гидрологические циклы, позволяя жидкой воде течь по поверхности.

Такие оазисы могут быть одним из аргументов в пользу того, что замороженные планеты могут оставаться пригодными для жизни. Полученный результат может описывать не только прошлое Земли, но и применим к многим планетам, открываемым астрономами по всей галактике.

«Прежде чем мы, возможно, отбросим такой “снежок” как непригодный для жизни, мы должны быть уверены, что не пропустили условия для существования на нем биологической активности», – говорит соавтор исследования Диана Валенсия, астрофизик из UT.

Результаты проведенного исследования согласуются с предыдущей работой над изучением самого последнего эпизода замерзания Земли. В 2015 году Дуглас Бенн, гляциолог из Университета Сент-Эндрюса в Шотландии, опубликовал исследование, который показывает, что климат Земли был чувствителен к изменениям орбиты Земли вокруг Солнца. В результате этих событий возникали циклы разрастания ледяного покрова на планете и его отступления. Последний ледниковый период позволил озерам объединиться, повлиял на русла рек, и позволил процветать простой микробной жизни. Бенн и его коллеги изучали такие циклы в компьютерных моделях климата Земли, которые они создали. Также ученые обнаружили осадочные отложения на островах Северного Ледовитого океана, архипелаге Шпицберген, на которых сохранились свидетельства продвижения и отступления ледяных щитов. Полученные данные показывают, что последняя “снежная земля” не была полной «глубокой заморозкой», и свободные от льда участки суши существовали,и там могла течь вода. Тем самым поддерживались условия, при которых жизнь могла сохраниться до возвращения более благоприятных времен.

Зоны, свободные от льда, не являются единственным механизмом, объясняющим то, как именно жизнь выжила на снежной Земле. С 1992 года исследователи выдвигали гипотезы и сформулировали множество идей по этому вопросу. И каждый ученый, по-видимому, имеет свою точку зрения на данный вопрос, говорит Джеймс Кастинг, геолог из Университета штата Пенсильвания. Он утверждает, что жизнь могла сохраниться под слоем кристально чистого льда. Если лед не имеет в своем составе пузырьков воздуха и, таким образом, остается прозрачными для солнечного света, это позволяет фотосинтетической жизни процветать под несколькими его метрами. Пол Хоффман, геолог из Гарвардского университета, утверждает, что пыль тоже может дать жизни шансы выжить. Поскольку снег собирает на себе пыль, с помощью ее он начинает более интенсивно поглощать солнечный свет, образую пруды талой воды. Такие пруды в настоящее время хорошо известны в полярных районах, и в них существуют процветающие экосистемы водорослей и цианобактерий (хотя Бенн отмечает, что ученые не имеют прямых геологических доказательств существования подобных прудов во время ледниковых периодов Земли). Наконец, ни один геолог не возражает против гидротермальных источников, где вулканически активные области извергают воду, имеющую высокие температуры. Даже сейчас мы видим, как горячие источники в Антарктиде и Исландии создают теплые оазисы.

В результате исследований может появиться еще один механизм выживания, о котором никто еще не подумал, говорит Кастинг. Или это может быть также несколько механизмов, сработавших вместе, чтобы помочь жизни не погибнуть. Бенн утверждает, что жизнь, вероятно, выжила не в одной крупной среде, а в нескольких. Таким образом, замерзшие планеты могут оставаться пригодными для жизни в районе зон, свободных от льда, тонких ледяных покровов, прудов с талой водой и гидротермальных источников. Джозеф Киршвинк, геобиолог из Калифорнийского технологического института, который придумал фразу «снежный шар Земли», всегда был удивлен, что многие люди считают, что жизнь исчезнет при глубокой заморозке. «Жизнь трудно потушить – даже на снегу» – считает ученый.

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: