Кислород без жизни: как новые исследования изменят поиск инопланетной жизни

Ученые открыли способ образования молекулярного кислорода в атмосферах с высоким содержанием углекислого газа. Это открытие может перевернуть представления о том, как искать жизнь за пределами Земли, и даже о том, как она могла зародиться здесь.

Фото: Freepik by Designed by Freepik

космос

Как образуется кислород без участия жизни

До Великого окислительного события 2,4 миллиарда лет назад в атмосфере Земли преобладал углекислый газ с минимальным количеством кислорода. Этот кислород формировался абиотическим (небиологическим) путем, например через ультрафиолетовую диссоциацию CO2 или взаимодействие с электронами. Однако группа ученых из Китайского университета науки и технологий под руководством Шань Си Тяня и Цзе Ху предложила новый механизм — взаимодействие ионов гелия (He+) с молекулами CO2.

Экспериментальное доказательство

Для подтверждения своей гипотезы ученые провели сложный эксперимент:

• Использовали метод времяпролетной масс-спектрометрии (TOF) для анализа ионных продуктов.
• Применили установку с перекрестными пучками частиц, чтобы контролировать столкновения He+ и CO2.
• Картировали скорости и траектории ионов для реконструкции пошагового механизма образования кислорода.

Их результаты показали, что молекулярный кислород может эффективно образовываться при столкновениях CO2 с He+ в условиях, напоминающих верхние слои атмосферы Марса.

Значение для поиска жизни

На Земле кислород традиционно рассматривается как биосигнатура — признак жизни. Однако новое открытие указывает, что кислород может образовываться и без участия живых организмов. Это изменяет подход к изучению обитаемости экзопланет. Одновременное обнаружение углекислого газа, гелия и кислорода в атмосферах других миров может быть важным подтверждением этого механизма.

Перспективы для астрономии

Ученые считают, что этот механизм необходимо учитывать в будущих моделях атмосфер экзопланет. Это поможет точнее интерпретировать данные о составе их атмосферы и избежать ложноположительных сигналов, указывающих на наличие жизни. Несмотря на это, кислород остается одним из ключевых элементов для понимания возможной обитаемости далеких миров.

Уточнения

Кислоро́д (химический символ — O, от лат. Oxygenium) — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы шестой группы, VIA) второго периода периодической системы Д. И. Менделеева с атомным номером 8.