2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Սենտ Լուիսի Վաշինգտոնի համալսարանի երկրաբանները նոր տեսական հաշվարկներ են մշակել այն մասին, թե ինչպես կարող է կյանքը Երկրի, Մարսի և այլ երկնային մարմինների վրա հրաբխային գազերից առաջանալ:
Վերլուծելով աշխարհի ինը ներկայացուցչական հրաբուխների մոխրի, լավայի և մագմայի քիմիական բաղադրությունը, երկրաբաններ Էվերետ Լ. Զոլոտովը, բ.գ.թ., ավագ գիտաշխատող, նկարագրում է մի սցենար, որտեղ Երկրից 1200 աստիճան տաքությամբ արտանետվող նախնական հրաբխային գազերը սառչում են մինչև 150-300 աստիճանի սահմաններում համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան:Շոկը և Զոլոտովը ցույց են տվել, որ այս ջերմաստիճանի միջակայքում շրջակա միջավայրի և քիմիական պայմանները հասունացել են, որպեսզի հիմնական ածխաջրածինները՝ կյանքի համար անհրաժեշտ ածխածնի վրա հիմնված միացությունների լայն տեսականի, ձևավորվեն հրաբխային գազերում առկա ջրածնից և ածխածնի օքսիդից: Նրանք ասում են, որ բնականորեն տեղի ունեցող կատալիտիկ ռեակցիան, որը նման է հայտնի արդյունաբերական գործընթացին, որը կոչվում է Ֆիշեր-Տրոպշի սինթեզ, ներառում է երկաթի միացությունը մագնետիտը որպես կատալիզատոր և հանդիսանում է գործընթացի էական մասը:
Տասնամյակներ շարունակ հրաբխային ապարները դիտարկող հետազոտողները հայտնաբերել են օրգանական նյութերի նուրբ թաղանթ ապարների հանքային մակերեսների վրա: Սա հանգեցրեց անվերջ ենթադրությունների օրգանական ֆիլմի աղբյուրի մասին: Շատերը կարծում էին, որ օրգանական միացությունները Երկրի թիկնոցի կայուն մասերն են, որոնք ժամանակի ընթացքում առաջացել են հրաբխային ակտիվության միջոցով: Մյուս հեռանկարն այն էր, որ օրգանական խառնուրդները ժայթքման ժամանակ խտանում և միավորվում էին հրաբխային գազերում: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ վերջին գործընթացն ավելի հավանական է։
Ածխաջրածինների սինթեզի համար բարենպաստ պայմանները կարող են բարենպաստ լինել նաև կյանքի այլ բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են ամինաթթուները և բարդ օրգանական պոլիմերները, ինչը հանգեցնում է, հավանաբար, ինքնակրկնվող ՌՆԹ մոլեկուլների և, ի վերջո, բոլոր տեսակի բջիջների և տարբեր օրգանիզմների:
Հաշվարկները հաշվի են առնում ջերմաստիճանը, գազի բաղադրությունը, գազերի օքսիդացման վիճակները և առանձին հրաբուխների երկրաֆիզիկական պայմանները: Դրանք արժեքավոր են որպես հետազոտողների համար փորձեր և փորձարկումների արդյունքներ ստեղծելու շրջանակ, և դրանք պետք է անբաժանելի լինեն մարսի երկնաքարերի վերլուծության մեջ: Նրանք, ըստ էության, կարող են օգնել լուծել վեճը, թե արդյոք 1996 թվականին մարսյան երկնաքարի հակասական վերլուծությունը, որը վկայում էր նույն տեսակի օրգանական նյութերի մասին, որոնք հայտնաբերվել են երկրային հրաբխային շատ լավայի, մագմայի և մոխրի նմուշներում, վկայում է բրածո ապացույցների մասին, թե՞ այլ կերպ: նմանատիպ ոչ կենսաբանական ուղի, որը նկարագրում են Շոկը և Զոլոտովը:
Շոկը և Զոլոտովը հրապարակեցին իրենց արդյունքները Երկրաֆիզիկական հետազոտությունների ամսագրի 2000 թվականի հունվարի համարում: Նրանց աշխատանքին աջակցել են Ազգային գիտական հիմնադրամը և NASA-ն։
Հաշվարկները ցույց են տալիս ոչ միայն, որ կյանքը կարող է առաջանալ ներկայիս երկրային հրաբուխների գազային խառնարանից, այլև որ այն ավելի հավանական էր զարգանալ միլիարդավոր տարիներ առաջ վաղ Երկրի, Մարսի և Յուպիտերի արբանյակի վրա՝ Եվրոպայում: Գոյություն ունի ամուր ապացույցներ, որոնք ցույց են տալիս, որ մագմայի ջերմաստիճանն այն ժամանակ մոտ 200 աստիճանով ավելի տաք կլիներ, քան հիմա, և որ մթնոլորտը ավելի քիչ օքսիդացված կլիներ: Շոկ/Զոլոտովի հաշվարկները ցույց են տալիս, որ արտանետվող հրաբխային գազերի ավելի բարձր սկզբնական ջերմաստիճանները ավելի բարենպաստ են օրգանական սինթեզի համար, երբ գազերը նոսրանում և սառչում են մինչև ածխաջրածին ձևավորող գոտին 150-300 աստիճան C:
«Այս պայմանները կարող էին նպաստել կյանքի առաջացման համար անհրաժեշտ օրգանական միացությունների արտադրությանը», - ասում է Շոկը, ով առաջին անգամ հայտնի դարձավ «Կյանքի ծագումը» բանավեճում 1992 թվականին, երբ կատարեց հաշվարկներ, որոնք ցույց էին տալիս կյանքը: կարող էր սկզբում առաջանալ քիմիոսինթետիկ եղանակով` առանց արևի լույսի, օվկիանոսի հատակին տաք ջրի օդանցքներից:«Մեր աշխատանքը սկսվեց մարսի երկնաքարերում հայտնաբերված ածխաջրածինների ընկալմամբ, բայց մենք շուտով հասկացանք, որ Երկրի հրաբուխներից շատ գազային բաղադրություն կա, և մենք մտածեցինք, որ պետք է ուսումնասիրենք հնարավորությունների ամբողջ շրջանակը: Այսպիսով, այս հոդվածով մենք վերլուծեցինք: Երկրից ստացված կոշտ ֆիզիկական ապացույցները, և դրանից հետո մենք կարծում ենք, որ կարող ենք էքստրապոլյացիա կատարել դեպի Մարս:
«Հաշվարկներն ապացուցում են, թե ինչ կարող է տեղի ունենալ թերմոդինամիկորեն, բայց պարտադիր չէ, թե ինչ կլինի: Դրանց մշակումը կարևոր առաջին քայլն է այս գործընթացը հասկանալու համար: Առաջին անգամ մենք այժմ ունենք քանակական ջերմաստիճանային գոտի, որտեղ կարող են ձևավորվել ածխաջրածիններ: և շրջանակ՝ հասկանալու համար, թե ինչ պայմաններ են հանգեցնում հրաբխային գազից ածխաջրածինների առաջացմանը: Տարիների ընթացքում այս ոլորտում մի շարք փորձեր են եղել, բայց ոչ գործընթացն ավելի լավ հասկանալու շրջանակ: Միշայի (Զոլոտովի) հաշվարկները կանխատեսում են, թե ինչ տեսակի քիմիական ցուցումներ, որոնք պետք է տեսնել՝ հիմնվելով առկա օրգանական միացությունների վրա:'
Զոլոտովը տվյալներ է հավաքել հրաբուխներից՝ սկսած Սուրբ Հելեն լեռներից և Իսլանդիայի Սուրցեյից մինչև Սիցիլիայի Աետնա և Հավայան կղզիների Կիլաուեա լեռները: Բոլոր հրաբուխները առաջացել են տարբեր երկրաբանական պարամետրերից և առաջացել են տարբեր միջակայքերի գազի սկզբնական ջերմաստիճաններ:
«Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ սառեցման գործընթացում ածխաջրածինների առաջացման պոտենցիալ կա, և որ այս պայմանը նույնպես խոստումնալից է ամինաթթուների զարգացման համար», - ասում է Զոլոտովը: «Գործընթացն այսօր այնքան էլ արդյունավետ չէ: Օրինակ, Կիլաուեայում գազերի ջրածնի և ածխածնի մոնօքսիդի քանակը 2 տոկոսից ոչ ավելի է: Բայց այն դեռևս ածխաջրածինների ձևավորման կայուն աղբյուր է»:
Ինչ վերաբերում է կյանքի ծագմանը, գոնե Երկրի վրա, կա երկու հիմնական մրցակցային տեսակետ. Մեկը ենթադրում է, որ կյանքն այստեղ է բերվել գիսաստղի կամ երկնաքարի հարվածների կամ միջմոլորակային փոշու հետևանքով. մյուսը, որ կյանքն առաջացել է այստեղ՝ կա՛մ օվկիանոսի հատակին, կա՛մ կայծակի կայծի միջոցով, որը դիպչել է մթնոլորտին, որն օրգանական միացություններ է արտադրում ջրային միջավայրում կամ հրաբխային գազերում:Բոլոր սցենարները ներառում են օրգանական միացություններ:
«Ի տարբերություն կայծի արտանետման սցենարների, գործընթացները, որոնք մենք հետապնդում ենք կյանքի ծագման ուսումնասիրության համար, այստեղ կամ Մարսի վրա, սովորական, ամենօրյա երկրաբանական գործընթացներ են: Հրաբխային գազի սցենարը ամենադասելիներից մեկն է», - ասում է Շոկը: «Ապացույցները հեշտությամբ հասանելի են, և մենք գիտենք, որ մենք կարող ենք այստեղ ապացույցներից մինչև Մարս և այլ մարմիններ առանց մեծ երկիմաստության էքստրապոլյացիա անել»:
