Не только молнии и ультрафиолет: магнитное поле Земли могло запустить химию, предшествовавшую жизни
Происхождение первых органических молекул на Земле обычно связывают с источниками энергии, действовавшими на планете в целом: ультрафиолетовым излучением, молниями и ударами метеоритов. Группа учёных под руководством из Киотского университета предложила ещё один возможный механизм: древнее магнитное поле Земли могло концентрировать потоки заряженных частиц в полярных областях, где возникали условия для повторяющихся химических реакций.
Полярные сияния возникают, когда магнитное поле Земли направляет заряженные частицы из космоса в верхние слои атмосферы преимущественно на высоких широтах. В отличие от солнечного ультрафиолета или молний, их воздействие не распределяется по всей планете равномерно. Частицы постоянно передают энергию определённым областям атмосферы, потенциально превращая их в локальные зоны химической активности. Авторы предполагают, что такие «реакционные зоны» могли существовать на ранней Земле и поддерживать неравновесные реакции, необходимые для постепенного усложнения химических систем.
Предыдущие эксперименты уже показывали, что энергичные частицы способны при условиях, близких к предполагаемым для ранней Земли, образовывать аминокислоты, карбоновые кислоты и другие органические предшественники. В предложенном сценарии магнитное поле не только защищало атмосферу от солнечного ветра, но и направляло часть частиц в определённые области. В атмосфере из азота, углекислого газа и водяного пара с небольшими примесями восстановленных газов это могло постоянно запускать образование новых реакционноспособных соединений.
Дополнительную роль, согласно гипотезе авторов, могли играть циклы замерзания и оттаивания. Они способны концентрировать образовавшиеся молекулы, создавая условия для последующих химических превращений. В результате химическая эволюция ранней Земли могла происходить не как равномерный процесс на всей поверхности планеты, а в отдельных географически ограниченных областях, где постоянно поступала энергия заряженных частиц.
Учёные подчёркивают, что предложенный механизм допускает проверяемые предсказания, которые можно сопоставить со сценариями, основанными преимущественно на ультрафиолетовом излучении или молниях. Если такая картина подтвердится, то магнитное поле планеты окажется важным не только как «защитный экран», но и как фактор, который способен пространственно организовывать пребиотическую химию. Тот же принцип авторы предлагают учитывать при поиске химически благоприятных условий на экзопланетах с магнитным полем.
© iXBT
