Ученые нашли ключевой фактор для зарождения жизни на планетах

Возникновение жизни на Земле могло быть обусловлено редким химическим стечением обстоятельств в период формирования планеты. Исследователи сообщают, что для этого потребовался строго определенный уровень кислорода, позволивший сохранить на поверхности фосфор и азот.

Роль кислорода в распределении ключевых элементов

Группа ученых под руководством Крейга Уолтона из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе представила исследование. Они изучили влияние концентрации кислорода на ранних стадиях формирования планет на их потенциальную обитаемость.

По словам авторов исследования, во время формирования планетного ядра из расплавленного вещества существовал крайне узкий диапазон концентрации кислорода. Он позволял удержать фосфор и азот в мантии и коре будущей планеты.

Если кислорода было слишком мало, фосфор образовывал связи с железом и мигрировал в ядро, становясь недоступным для биологических процессов. Если кислорода было слишком много, это приводило к утечке азота в космическое пространство, сообщает Space.com.

Построенные исследователями геохимические модели показывают, что Земля в период своего формирования около 4,6 миллиарда лет назад оказалась именно в этом оптимальном диапазоне, который они называют химической «зоной Златовласки». Это позволило нашей планете сохранить достаточные запасы фосфора и азота, которые позже стали основой для ДНК, клеточных мембран и других биохимических систем.

Сравнение с другими планетами

Для сравнения ученые смоделировали условия формирования Марса. Результаты показали, что в случае Красной планеты уровень кислорода оказался за пределами оптимального диапазона.

Согласно модели, марсианская мантия содержит больше фосфора, чем земная, но при этом испытывает дефицит азота. Такая диспропорция создает препятствия для возникновения жизни в известных нам формах.

Поиск жизни

Данное исследование ставит под сомнение традиционный подход к поиску внеземной жизни, который фокусируется в основном на нахождении планеты в так называемой «обитаемой зоне» — области вокруг звезды, где возможно существование жидкой воды.

Авторы работы утверждают, что наличие воды является необходимым, но недостаточным условием. Так, планета может вращаться на правильном расстоянии от своей звезды. Однако ее поверхность может не поддерживать жизнь из-за изначального химического дисбаланса, возникшего в ходе ее аккреции и дифференциации.

Ключевым фактором, определяющим этот внутренний химический состав планеты, является состав материнской звезды, поскольку и звезда, и планеты формируются из одного протопланетного облака.