Атмосфера ранней Земли была неблагоприятной для молний
|
В 1952 году Стэнли Миллер и Гарольд Юри заставили искры летать в заполненной газом колбе, которая должна была отражать состав атмосферы Земли около 3,8 миллиарда лет назад. Их результаты показали, что молния могла привести к пребиотическим молекулам, необходимым для эволюции жизни, таким как аминокислоты. В то время ученые думали, что ранняя атмосфера состояла в основном из метана и аммиака, но к 1990-м годам эксперты выступали за атмосферу, заполненную двуокисью углерода и молекулярным азотом. Теперь новое исследование предполагает, что состав первичной атмосферы Земли, вероятно, затруднял генерацию молнии, что могло увеличить время, необходимое для создания и накопления пребиотических молекул, важных для жизни. |
Электроны ведут себя по-разному в атмосфере, состоящей из метана и аммиака, по сравнению с атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа и молекулярного азота. Само собой разумеется, что грозовые разряды также будут вести себя по-другому, что может повлиять на вероятность образования пребиотических молекул на ранней Земле. Тем не менее, мало кто смоделировал, как разряды молнии меняются в различных атмосферных условиях. Чтобы посмотреть, как часто электроны и молекулы газа сталкивались в двух версиях ранних земных атмосфер, Кон и др. смоделировали вероятность искрения разряда — первый шаг к удару молнии. Они обнаружили, что в углекисло-азотной атмосфере труднее вызвать искру молнии. |
«По сути, в атмосфере, богатой азотом и углеродом, вам нужны более сильные электрические поля, чтобы инициировать разряд», — сказал Кристоф Кён, ученый из Национального космического института при Техническом университете Дании, который руководил исследованием. Модели показали, что атмосфере углекислого газа и азота требуется примерно на 28% более сильное электрическое поле для стримеров — предшественников молнии — для разряда, потому что молекулы газа и электроны с меньшей вероятностью сталкиваются и накапливают электрические заряды, которые могут вызвать удары молнии. Масштабирование в пространстве и времени предполагает, что в начале истории Земли могло быть меньше ударов молнии, что снижает вероятность образования пребиотических молекул. |
«Если разряды молнии были ответственны за производство пребиотических молекул, важно получить очень хорошее теоретическое понимание того, что произошло», — сказал Кён. «Большой вопрос по-прежнему заключается в том, откуда берутся все эти пребиотические молекулы?» В исследовании строго моделировались самые ранние стадии удара молнии — искры, которые начинают удары, — поэтому для Кёна и его коллег следующие шаги — смоделировать удары молнии целиком и связать их с моделями химии атмосферы. Вместе эти исследования могут дать более полное представление о том, как молния могла быть связана с пребиотическими молекулами. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|