Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Жизнь на планетах. 1. Что нужно для зарождения Жизни?

      Открытие в последние годы уже нескольких тысяч планет, вращающихся вокруг довольно близких к нам звезд в нашей Галактике, естественным образом ставит вопрос о возможности зарождения и развития Жизни на них. На этот вопрос обычно отвечают просто. Говоря, что для зарождения Жизни на планете должна быть вода в жидкой фазе и сама планета должна вращаться по орбите, находящейся в зоне обитаемости. Под последней подразумевают зону, в которой не слишком жарко и не слишком холодно. В этом смысле в нашей солнечной системе зона обитаемости находится примерно между орбитами Венеры и Марса (Земля как раз - в центральной части этой зоны).
      Такой ответ явно попахивает землецентричностью. Поэтому посмотрим на проблему поглубже, но при этом не будем особо вдаваться в тонкости. Попытавшись определить главные требования Жизни к небесным телам, на которых она согласна зародиться.
1. Базовый элемент. Смесь химических элементов, из которой строится Жизнь, должна в достаточном изобилии содержать элемент, позволяющий создавать большое многообразие сложных молекул. Ясно, что такой элемент должен обладать наибольшей валентностью. Максимально под это требование подходят углерод и кремний. Оба они четырехвалентны.
      Кремний, однако, обладает одним серьезным недостатком. Энергии связи атома кремния с атомами кислорода, азота и многих других элементов примерно вдвое больше, чем энергия связи одного атома кремния с другим. Поэтому длинные молекулярные цепочки на атомах кремния не построить. А у углерода этого недостатка нет - энергия связи атомов углерода друг с другом не сильно отличается от энергий связи атомов углерода с атомами кислорода, азота и других. Что дает возможность строить на атомах углерода длинные и ветвистые молекулы. И действительно, кремнийорганика гораздо беднее углеродной.
      Этого фактора более чем достаточно, чтобы объявить углерод базовым элементом Жизни. Хотя у углерода есть и другое достоинство - его в природе существенно больше, чем кремния. Просто потому, что углерод является основным конечным продуктом второго термоядерного цикла в звездах. По завершении которого большинство из них превращается в белые карлики. Предварительно сбросив богатую углеродом оболочку в межзвездную среду. Из которой в дальнейшем и образуются звезды с планетами.
      2. Растворитель. Достаточно очевидно, что в жидкой фазе вещества химические реакции идут гораздо интенсивнее, чем в газообразной. Просто потому, что в жидкости молекулы непрерывно взаимодействуют друг с другом, а в газообразной гораздо реже - только в моменты столкновений молекул (в воздухе Земли длина свободного пробега молекул от одного столкновения до другого почти на три порядка больше, чем в жидкости). Поэтому реальное зарождение Жизни может происходить не в атмосферах планет, а в их морях и океанах. Химический состав которых не должен быть особо активным в процессах зарождения Жизни. То есть, должен выполнять функции растворителя.
      Так произошло и на Земле, где роль растворителя выполняет вода (H2O). Возможны ли другие варианты? Практического ответа на этот вопрос пока нет. Но помечтать никогда не вредно. Тем более, что вода обладает одним серьезным недостатком - она при замерзании расширяется. Поэтому можно рассматривать не обладающие таким недостатком другие простые варианты.
      Один из них - аммиак (NH3). Он при замерзании не расширяется. Но в жидкой фазе способен существовать лишь при достаточно низких температурах (при атмосферном давлении - от минус 33 до минус 77 градусов по Цельсию). Возможно, это его свойство может оказаться преимуществом для не близких к своим звездам планет. Другой мыслимый вариант - метан (CH4). Этот вариант может показаться совсем экзотическим, поскольку температуры, при которых метан является жидкостью, лежат в интервале от минус 162 до минус 183 градусов по Цельсию (при атмосферном давлении). Но недавнее открытие метановых рек, морей и дождей на Титане (спутнике Сатурна) заставляет вспомнить и о такой возможности.
      Можно, конечно, придумать и другие правдоподобные варианты. Например - метиловый спирт (CH3OH). Его, в частности, упоминал известный астрофизик Иосиф Шкловский. Но мы этого делать не будем.
      На первый взгляд должны быть существенны и другие требования. Например - достаточности массы планеты и наличия у нее атмосферы. Но открытия последних лет даже только в солнечной системе заставляют не торопиться с выдвижением подобных требований. О чем поговорим в других сериях начатого сегодня цикла постов.
Tags: Косможизнь
Subscribe
promo moralg march 5, 2018 03:01 43
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 12 comments