|
Образцы лунной породы как зеркало ранней Земли
|
|
|
|
Если отмотать ленту истории Земли назад, геологи и астробиологи по-прежнему остаются в недоумении относительно условий окружающей среды на ранней Земле. Это связано с тем, что традиционные пути понимания истории Земли были утрачены из-за активной геологии планеты и атмосферного выветривания.
|
|
|
|
Но в новом, остроумном подходе Джаред Лэндри, аспирант-астробиолог из Института наук о жизни Земли в Токио (ELSI), начал анализировать образцы лунной поверхности, полученные в рамках программы «Аполлон», чтобы, вопреки интуиции, использовать их в качестве зеркала ранней Земли.
|
|
|
|
Предыдущие исследования предполагали, что газы из верхних слоев атмосферы Земли откладывались и фиксировались на поверхности Луны в течение миллиардов лет, отметил Лэндри в докладе, представленном на недавней конференции Origins 2026 в Париже.
|
|
|
|
Это происходит потому, что эти химические вещества впоследствии ионизируются (или приобретают электрический заряд), прежде чем быть поглощенными намагниченным солнечным ветром. Хотя этот процесс длится целую вечность и продолжается до сих пор, Ландри сосредоточился на эпохе, которая длилась около 3,5 миллиардов лет назад, в архейский эон, охватывающий период от 2,5 до 4 миллиардов лет назад.
|
|
|
|
«Архей — одна из самых больших загадок, особенно в области химии атмосферы», — сказал мне Ландри в Париже.
|
|
|
|
|
|
|
Почему это важно?
|
|
|
|
Понимание атмосферы Земли является ключом к определению условий, в которых зародилась и развивалась жизнь, отметил Ландри в своей статье. Это связано с тем, что поверхностные процессы, молекулярные концентрации и климат сильно зависят от состава атмосферы и контролируются им.
|
|
|
|
Механизм, посредством которого эти химические вещества покидают атмосферу Земли, основан на уникальном канале оттока, через который проходит Луна на протяжении части своей орбиты.
|
|
|
|
Луна находится в этом канале оттока лишь на долю своей орбиты, поэтому Ландри пришлось учесть это, чтобы определить, сколько вещества покидало атмосферу Земли и достигало поверхности Луны в архейский период.
|
|
Вывод?
|
|
|
|
«Главный вывод из моего исследования заключается в том, что образцы лунной породы подтверждают гипотезу о том, что атмосфера архея была более богата серой, чем сегодня», — сказал мне Лэндри на конференции. «Это позволило многим важным пребиотическим и биотическим процессам возникнуть в водной среде», — добавил он.
|
|
|
|
В результате океан архея, вероятно, был обеспечен значительным количеством серы, благоприятной для синтеза сложных органических соединений. Главное отличие заключается в том, что модель Лэндри указывает на то, что в атмосфере архея содержалось примерно в 100 раз больше углекислого газа, чем сегодня.
|
|
|
|
Преодоление парадокса слабого солнца
|
|
|
|
Поскольку Солнце было гораздо менее ярким 3,5 миллиарда лет назад, предыдущие исследования показали, что для преодоления влияния слабого молодого Солнца и для существования жидкого океана на Земле потребовалась бы примерно десятая часть атмосферы парникового газа — углекислого газа, — отметил Лэндри в своей презентации на конференции. Модель Лэндри предсказывает, что в архее на Земле было чуть меньше этого количества.
|
|
|
|
Ландри также пришлось учитывать поток древнего солнечного ветра, а также количество гранулированного метеоритного материала, попадающего на лунную поверхность.
|
|
|
|
Модель Ландри рассчитывает вклад всех этих различных источников в один образец лунной поверхности, полученный в рамках программы «Аполлон», и указывает на то, что дополнительный источник должен быть с Земли и должен быть таким большим.
|
|
|
|
«Образцы указывают на высокое содержание углекислого газа и метана, достаточно сильное, чтобы преодолеть слабое молодое Солнце и поддерживать жидкий океан», — сказал Ландри.
|
|
|
|
«Трудно поддерживать такое количество серы, поэтому должен был происходить какой-то процесс, который не происходит сегодня, чтобы предотвратить растворение серы в океанах», — сказал Ландри. «Для этого необходима либо низкая гидрологическая активность, либо холодная среда, а у нас сегодня этого нет».
|
|
|
|
Все образцы лунной породы, полученные в ходе миссий «Аполлон», были взяты с ближней стороны Луны, которая получала бы поток с Земли, сказал Ландри. «Пока образец имеет указание на возраст, вам совершенно неважно, откуда именно на ближней стороне он был взят», — сказал он.
|
|
|
|
Что дальше?
|
|
|
|
Лэндри стремится точно определить, насколько тёплым был архейский период и как именно выглядел океан.
|
|
|
|
Главная задача — определить, какие химические вещества присутствовали и к какому типу пребиотической химии это привело бы. Подобный анализ возможен для любой системы земных тел и может быть применён к Марсу и спутнику Фобосу, а потенциально и к ледяным спутникам внешней Солнечной системы, отметил Лэндри в своей статье.
|
|
|
|
А что насчёт Земли?
|
|
|
|
Могла ли пребиотическая химия нашей планеты быть более развитой, чем ожидалось 3,5 миллиарда лет назад?
|
|
|
|
«Возможно, не более развитой, но другой», — сказал Лэндри. «Сера, вероятно, недооценена, и многие люди работают над тем, чтобы выяснить её роль в зарождении и развитии жизни здесь, на Земле», — добавил он.
|
|
|
|
Источник
|
