Данные блоги включают нуклеиновые основания и аминокислоты. Это исследование может не только помочь ученым лучше понять условия на ранней Земле, но также и то, смогут ли эти же самые условия на крупнейшем спутнике Сатурна, Титане, также создать строительные блоки жизни.

Исследование проводилось под руководством доктора Бена К. Д. Пирса, научного сотрудника факультета наук о Земле и планетах Мортона К. Блаустейна в Университете Джонса Хопкинса.

Доктор Пирс рассказал, как прошлые лабораторные исследования с участием Карла Сагана обнаружили, что максимальное разбавление (или добавление растворителя, такого как вода), чтобы заставить химические реакции работать, составляло 100 микромолярных, или примерно 10 частей на миллион (ppm). По его словам, если разбавление слишком сильное, молекулы химической смеси не смогут найти друг друга.

«В конце концов, ранняя Земля была туманным местом, очень похожим на Титан, спутник Сатурна», - говорит Пирс. «Это потому, что более 4 миллиардов лет назад на Земле была атмосфера, богатая водородом, метаном и азотом, похожая на атмосферу Титана! Что интересно в этих частицах дымки, так это то, что они, по сути, представляют собой биомолекулярные снежинки, то есть большие агрегаты строительных блоков жизни. Когда эти частицы оседали на поверхности Земли более 4 миллиардов лет назад и падали в пруды, связи разрывались, и можно было получить пруд, богатый строительными блоками жизни. Мы хотели знать, может ли этот источник превысить 100 микромолярный порог в прудах, который может быть достаточно сконцентрирован, чтобы они могли прореагировать и начать процесс формирования первых информационных молекул, таких как рибонуклеиновая кислота (РНК)».

Для своего исследования ученые создали в лаборатории в атмосферных условиях органическую дымку, содержащую от 0,5% до 5% метана, и проанализировали ее на наличие следов аминокислот и нуклеиновых оснований с помощью газового хроматографа/масс-спектрометра (ГХ/МС). Кроме того, они нагрели образцы до 200°C (392°F), чтобы имитировать образцы, лежащие на непригодной для жизни поверхности. Затем команда сравнила свои результаты с компьютерными моделями, чтобы выяснить количество азотистых оснований, которые будут присутствовать в этих же средах.

«Когда мы смоделировали прудовые концентрации нуклеиновых оснований из органических дымок (используя наши экспериментальные данные), мы обнаружили, что этот источник может быть самым богатым и самым долговечным источником, который мы моделировали на сегодняшний день», - утверждает доктор Пирс журналу. «Напоминаем, что все источники, которые мы изучали на сегодняшний день (метеориты, межпланетная пыль и атмосферный HCN), привели к концентрации ниже 100 микромолярных частиц; однако теперь мы наконец нашли источник, который превышает этот порог».

В конце концов, команда обнаружила, что азотистые основания могли существовать в «маленьких теплых прудах» на Земле во время Гадейской геологической эпохи. В ходе эксперимента с нагреванием команда установила, что такие образцы не могут выжить на горячей поверхности. Наконец, они пришли к выводу, что органические туманы могут создавать строительные блоки жизни только в богатой метаном атмосфере древней Земли.

«Но не настолько богатой, чтобы создать непригодную для жизни поверхность», - отмечает доктор Пирс.

В настоящее время, учитывая эти невероятные открытия, команда планирует провести последующие исследования.

«В настоящее время я создаю новую экспериментальную установку для использования в моей лаборатории на факультете наук о Земле, атмосфере и планетах Университета Пердью, которая откроется осенью 2024 года», - рассказал доктор Пирс. «Эта лаборатория называется Исследовательской лабораторией происхождения и астробиологии. Этот эксперимент позволит моей новой исследовательской группе одновременно моделировать химию атмосферы (например, образование HCN и органического тумана) и химию прудов ранней Земли. Наша первоначальная цель будет заключаться в том, чтобы использовать это чтобы продемонстрировать производство первых информационных молекул жизни, таких как РНК, в моделируемой среде ранней Земли».

Это исследование проводится в связи с тем, что НАСА планирует отправить на Титан свою миссию Dragonfly («Стрекоза»), запуск которой в настоящее время запланирован на июль 2028 года, а приземление на поверхность Титана произойдет где-то в 2034 году на дюнных полях «Шангри-Ла».

PHYS

Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках».

Подробнее читайте на kapital-rus.ru ...