|
Почему вода так важна для поиска внеземной жизни
|
|
|
|
Вода. На Земле ее находят повсюду, от полярных ледяных шапок до паровых гейзеров. А там, где находят воду, находят и жизнь, почти без исключений. «Когда мы находим воду здесь, на Земле — будь это покрытые льдом озера, глубоководные гидротермальные источники, засушливые пустыни — если есть хоть какая-нибудь вода, мы находим и микробов, которые умудряются в ней жить», — говорит Брайан Глейзер, океанограф из Гавайского университета в Маноа, изучающий астробиологию.
|
|
|
|
Поэтому девиз NASA в охоте на внеземную жизнь был «следуй за водой».
|
 |
|
На днях ученые NASA объявили о находке на Марсе: темные потоки, которые ученые видели в течение летних месяцев на Марсе больше десяти лет, оказались свидетельством текущей воды. В то время как соленые потоки могут быть слишком перенасыщенными хлористыми солями, чтобы поддерживать жизнь, они повышают вероятность наличия жизни на Марсе в текущий момент.
|
|
|
|
Но почему именно вода является настолько важной молекулой для жизни? Могут ли существовать другие ингредиенты, которые обеспечивают идеальный рецепт для жизни на других планетах?
|
|
|
|
Оказывается, несколько химических свойств воды делают ее незаменимой для живых существ. Вода не только растворяет почти все, но и является одним из немногих материалов, который может пребывать в твердом, жидком и газообразном состоянии в относительно узком диапазоне температур.
|
|
Текущая жизнь
|
|
|
|
Практически вся жизнь на Земле использует мембрану, которая отделяет организм от окружающей среды. Чтобы оставаться в живых, организм берет важные материалы для выработки энергии, отсеивая токсичные вещества вроде отходов. В связи с этим, вода необходима, поскольку она остается жидкой при земных температурах. Поскольку она течет, это обеспечивает эффективный способ передачи веществ из клетки в окружающую среду клетки. Выделять энергию из твердого вещества куда сложнее (хотя есть микробы, которые едят камень), говорит Глейзер.
|
|
|
|
Другая часть уравнения — помимо того что вода может выносить вещества в клетку и из нее — связана с уникальной химической конфигурацией. Скромная молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода.
|
|
|
|
«То, как они соединены, делает воду замечательным универсальным растворителем», что позволяет ей растворять практически любое вещество, говорит Глейзер.
|
|
|
|
В первую очередь это благодаря тому, что у молекулы есть полярность, атомы водорода кучкуются на одной стороне молекулы, образуя положительный регион, а кислород на другом конце образует отрицательный заряд. Положительный водородный конец притягивает отрицательные ионы (или атомы с лишним электроном во внешней оболочке), тогда как отрицательный конец притягивает положительные ионы (которые лишены одного из своих электронов).
|
|
|
|
Удивительные свойства растворения воды делают ее идеальным средством для передачи веществ, вроде фосфатов или ионов кальция, в клетку и из нее.
|
|
Фазы воды
|
|
|
|
Еще одна особенность воды заключается в том, что она может быть твердой, жидкой и газообразной в пределах диапазона температур, которые наблюдаются на Земле. Другие молекулы, которые были определены в качестве хороших кандидатов для поддержания жизни, как правило, остаются жидкими при температурах или давлении, которые будут негостеприимными для самых известных форм жизни.
|
|
|
|
«Вода на самом деле является сладким местом», — говорит Глейзер.
|
|
|
|
Тот факт, что вода может быть во всех трех фазах в относительно узком диапазоне давлений, создает много возможностей для процветания жизни, добавляет он.
|
|
|
|
«Все три состояния воды, доступные на нашей планете, создают приятное разнообразие сред обитания и микроклимата», — говорит Глейзер. К примеру, замороженный лед можно обнаружить в горных ледниках, тогда как водяной пар помогает согревать атмосферу.
|
|
Водяная колыбель жизни
|
|
|
|
Вода может быть больше чем жидкостью, облегчающей протекание жизненных процессов — она может быть защитной колыбелью, которая принесла строительные кирпичики жизни на Землю, говорит Ральф Кайзер, физик и химик Гавайского университета, изучающий астрохимию.
|
|
|
|
Согласно одной из теорий возникновения жизни на Земле, теории панспермии, ледяные кометы врезались в Землю, неся крошечные органические молекулы, которые стали основой для жизни. Но путешествие через космос — суровое испытание, в первую очередь из-за мощных уровней радиации, которые могут разрушить нежные органические молекулы.
|
|
|
|
Впрочем, вода в своей твердой форме может обеспечить защиту молекул от радиации. «Возможно, из-за того, что строительные кирпичики были заморожены в воде, она стала их защитной мантией».
|
|
В поисках субститутов
|
|
|
|
Конечно, хотя вода важна для жизни на нашей собственной планете, могут существовать формы жизни, которые живут не по правилам землян.
|
|
|
|
Ученые также ищут другие жидкости, которые могли бы сыграть аналогичную роль в качестве универсального растворителя и транспортной среды. Среди главных претендентов — аммиак и метан, говорит Крис Маккей, астробиолог из Научно-исследовательского центра Эймса при NASA в Моффет-Филд, Калифорния. Аммиак, как и вода, — это полярная молекула, относительно распространенная во Вселенной, но ученые пока не нашли крупные тела с аммиаком в Солнечной системе.
|
|
|
|
Метан не полярен, но может растворять многие другие вещества. Впрочем, в отличие от воды, метан становится жидким только при очень холодных температурах — при минус 182 градусах по Цельсию.
|
|
|
|
«Мы знаем, что на Титане есть большие озера из жидкого метана и этана», это один из спутников Сатурна, говорит Маккей. «Таким образом, весьма интересен вопрос, может ли жизнь использовать жидкий метан или этан».
|
|
|
|
http://hi-news.ru/research-development/pochemu-voda-tak-vazhna-dlya-poiska-vnezemnoj-zhizni.html
|
