Крохотные молнии и капли воды: названа еще одна теория зарождения жизни на Земле

История нашей планеты насчитывает более 4,5 миллиарда лет и за это время Земля успела стать домом для невероятного количества видов. Но как самая ранняя жизнь зародилась на Земле? На этот вопрос у ученых все еще нет окончательного ответа, однако существует несколько ведущих теорий и теперь в этом списке появилась еще одна, пишет PHYS.org.

Новое исследование было проведено командой из Стэнфордского университета и предполагает, что жизнь на Земле могла начаться вовсе не с драматического удара молнии в океан, а множества небольших обменов "микромолниями" между каплями от падающих водопадов или разбивающихся волн.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Результаты исследования показали, что вода, распыленная в смесь газов, предположительно присутствующих в ранней атмосфере Земли, может привести к образованию органических молекул со связями углерода и азота, включая урацил — один из компонентов ДНК и РНК.

В ходе исследования ученым удалось обнаружить доказательства обсуждаемой гипотезы Миллера-Юри, которая утверждает, что жизнь на планете началась с удара молнии. Эта теория основана на эксперименте 1952 года, показывающем, что органические соединения могли образовываться при приложении электричества к смеси воды и неорганических газов.

В новой работе ученые обнаружили, что водяные брызги, производящие небольшие электрические заряды, могут выполнять работу сами по себе и не требуют дополнительного электричества. По словам старшего автора исследования, профессора естественных наук и химии в Школе гуманитарных и естественных наук Стэнфордского университета Ричарда Заре, микроэлектрические разряды между противоположно заряженными микрокапельками воды создают все органические молекулы, ранее наблюдаемые в эксперименте Милера-Юри. Теперь ученые считают, что новый механизм пребиотического синтеза молекул, составляющих строительные блоки жизни.

Наша планета образовалась около 4,5 миллиарда лет назад и в начале своего пути была безжизненной. Однако в течение пары миллиардов лет на планете существовало множество химических веществ, в то же время почти полностью отсутствовали органические молекулы со связями углерода-азота, необходимыми для белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других соединений, из которых состоят живые существа сегодня.

Долгое время ученые не понимали, как именно образовались эти биологические компоненты, однако эксперимент Миллера-Юри предоставил одно из возможных объяснений, а ученые, похоже, нашли тому доказательства. Эксперимент предполагает, что молния, ударившая в океан и взаимодействовавшая с ранними газами планеты, такими как метан, аммиак и водород, могла создать эти органические молекулы.

Впрочем, критики этой теории указали на то, что молнии случаются слишком редко, а океан слишком большой и рассеянный, чтобы это могло быть реальной причиной зарождения жизни на Земле. В ходе нового исследования ученые изучили, как капли воды приобретают разные заряды при разделении брызгами или всплесками.

Результаты указывают на то, что более крупные капли часто несли положительный заряд, а более мелкие — отрицательный. Более того, когда противоположно заряженные капли приближались друг к другу, между ними проскакивали искры.

Теперь авторы исследования называют эти заряды "микромолниями", поскольку процесс связан с тем, как энергия накапливается и разряжается в виде молнии в облаках. Исследователи использовали высокоскоростные камеры для документирования вспышек света, которые трудно обнаружить человеческим глазом.

Крохотные молнии может быть трудно заметить невооруженным взглядом, но они все еще несут большое количество энергии. Команда продемонстрировала эту силу, направив струи воды комнатной температуры в газовую смесь, содержащую азот, метан, углекислый газ и аммиак, которые, как считается, присутствовали на ранней Земле.

Все это привело к образованию органических молекул со связями углерода и азота, включая цианистый водород, аминокислоту глицин и урацил. Ученые считают, что полученные ими результаты фактически указывают на то, что зарождение жизни на Земле произошло не обязательно от ударов молний, вполне вероятно, причина в крошечных искрах, образующиеся при разбивании волн или водопадов, дали толчок жизни на этой планете.