Âûáèðàé : Ïîêóïàé : Èñïîëüçóé
â ôîêóñå
0

Ëåäÿíàÿ ïîâåðõíîñòü Òèòàíà íàðóøàåò ôóíäàìåíòàëüíîå ïðàâèëî õèìèè, çàòî ïðîëèâàåò ñâåò íà çàðîæäåíèå æèçíè íà Çåìëå

Ó÷åíûå äàâíî èíòåðåñóþòñÿ êðóïíåéøèì ñïóòíèêîì Ñàòóðíà, Òèòàíîì, è åãî ëåäÿíîé îáîëî÷êîé, â êîòîðîé åñòü îçåðà, ìîðÿ, ïåñ÷àíûå äþíû è ïëîòíàÿ àòìîñôåðà, áîãàòàÿ àçîòîì, ìåòàíîì è ñëîæíûìè óãëåðîäíûìè ñîåäèíåíèÿìè. Òèòàí ìîæåò äàòü êëþ÷ ê ðàçãàäêå ïðîèñõîæäåíèÿ æèçíè íà Çåìëå.

Ó÷åíûå îáíàðóæèëè, ÷òî íà Òèòàíå âåùåñòâà, êîòîðûå äîëæíû îñòàâàòüñÿ ðàçäåëüíûìè, íà ñàìîì äåëå ìîãóò ñîåäèíÿòüñÿ â óñëîâèÿõ çàìåðçàíèÿ. Âûÿñíèëîñü, ÷òî öèàíèñòûé âîäîðîä ìîæåò îáðàçîâûâàòü ñòàáèëüíûå êðèñòàëëû ñ ìåòàíîì è ýòàíîì, íàðóøàÿ áàçîâîå ïðàâèëî õèìèè. Ýòî îòêðûòèå îòêðûâàåò íîâûå âîçìîæíîñòè äëÿ ïîíèìàíèÿ òîãî, êàê îñíîâíûå ìîëåêóëû æèçíè ìîãëè âîçíèêíóòü â ñóðîâûõ äîáèîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ.

Õîëîäíûé ìèð Òèòàíà, îêóòàííûé ïëîòíîé àòìîñôåðîé, áîãàòîé àçîòîì è ìåòàíîì, ïîðàçèòåëüíî ïîõîæ íà óñëîâèÿ, êîòîðûå, êàê ñ÷èòàåòñÿ, ñóùåñòâîâàëè íà íàøåé ïëàíåòå ìèëëèàðäû ëåò íàçàä. Èçó÷àÿ õèìè÷åñêèé ñîñòàâ è êëèìàò Òèòàíà, èññëåäîâàòåëè íàäåþòñÿ ïîëó÷èòü êëþ÷è ê ïîíèìàíèþ ïðîöåññîâ, êîòîðûå ïîäãîòîâèëè ïî÷âó äëÿ çàðîæäåíèÿ æèçíè.

Íà õîëîäíîé ïîâåðõíîñòè Òèòàíà íàõîäÿòñÿ îç¸ðà è ðåêè èç æèäêîãî ìåòàíà è ýòàíà. Ýòî åäèíñòâåííîå èçâåñòíîå ìåñòî â íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå, ïîìèìî Çåìëè, ãäå æèäêîñòè îáðàçóþò îçåðà íà ïîâåðõíîñòè. Èçîáðàæåíèå: NASA/JPL/University of Arizona

Èññëåäîâàíèå, îïóáëèêîâàííîå â æóðíàëå PNAS, ïîêàçûâàåò, ÷òî ìåòàí, ýòàí è öèàíèñòûé âîäîðîä — ñîåäèíåíèÿ, â èçîáèëèè âñòðå÷àþùèåñÿ íà ïîâåðõíîñòè Òèòàíà è â åãî àòìîñôåðå, — ìîãóò âçàèìîäåéñòâîâàòü ñïîñîáàìè, êîòîðûå êîãäà-òî ñ÷èòàëè íåâîçìîæíûìè. Òîò ôàêò, ÷òî öèàíèñòûé âîäîðîä, âûñîêîïîëÿðíàÿ ìîëåêóëà, ìîæåò îáðàçîâûâàòü òâ¸ðäûå êðèñòàëëû ñ íåïîëÿðíûìè âåùåñòâàìè, òàêèìè êàê ìåòàí è ýòàí, ïðèìå÷àòåëåí, ïîñêîëüêó ýòè âåùåñòâà îáû÷íî ñóùåñòâóþò ðàçäåëüíî, êàê íåôòü è âîäà.

Îòêðûòèå íåîæèäàííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ýòèìè âåùåñòâàìè ìîæåò ïîâëèÿòü íà ïîíèìàíèå ãåîëîãèè Òèòàíà è åãî ñòðàííûõ ëàíäøàôòîâ ñ îçåðàìè, ìîðÿìè è ïåñ÷àíûìè äþíàìè. Êðîìå òîãî, öèàíèñòûé âîäîðîä, âåðîÿòíî, èãðàåò âàæíóþ ðîëü â àáèîòè÷åñêîì ñîçäàíèè íåñêîëüêèõ ñòðîèòåëüíûõ áëîêîâ æèçíè, íàïðèìåð, àìèíîêèñëîò, èñïîëüçóåìûõ äëÿ ïîñòðîåíèÿ áåëêîâ, è àçîòèñòûõ îñíîâàíèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ ãåíåòè÷åñêîãî êîäà. Òàêèì îáðàçîì, íîâîå èññëåäîâàíèå òàêæå âíîñèò âêëàä â ïîíèìàíèå õèìèè äî âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè è òîãî, êàê îíà ìîãëà ðàçâèâàòüñÿ â ýêñòðåìàëüíûõ óñëîâèÿõ.

Ïðåäûñòîðèÿ èññëåäîâàíèÿ – ýòî îñòàâøèéñÿ áåç îòâåòà âîïðîñ î Òèòàíå: ÷òî ïðîèñõîäèò ñ öèàíèñòûì âîäîðîäîì ïîñëå òîãî, êàê îí îáðàçîâàëñÿ â àòìîñôåðå Òèòàíà? Îñàæäàþòñÿ ëè åãî ìåòðû íà ïîâåðõíîñòè èëè îí êàêèì-òî îáðàçîì âçàèìîäåéñòâóåò ëèáî ðåàãèðóåò ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé?

×òîáû íàéòè îòâåò, ãðóïïà ó÷åíûõ íà÷àëà ïðîâîäèòü ýêñïåðèìåíòû, â êîòîðûõ ñìåøèâàëè öèàíèñòûé âîäîðîä ñ ìåòàíîì è ýòàíîì ïðè òåìïåðàòóðàõ âñåãî ëèøü 90 ãðàäóñîâ ïî Êåëüâèíó (îêîëî –180 ãðàäóñîâ Öåëüñèÿ). Ïðè ýòèõ òåìïåðàòóðàõ öèàíèñòûé âîäîðîä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðèñòàëë, à ìåòàí è ýòàí — æèäêîñòè. Èçó÷àÿ òàêèå ñìåñè ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîé ñïåêòðîñêîïèè – ìåòîäà èññëåäîâàíèÿ ìàòåðèàëîâ è ìîëåêóë íà àòîìíîì óðîâíå – èññëåäîâàòåëè îáíàðóæèëè, ÷òî ìîëåêóëû îñòàëèñü öåëûìè, íî ÷òî-òî âñ¸ æå ïðîèçîøëî. ×òîáû ïîíÿòü, ÷òî èìåííî, îíè ïðîâåëè îáøèðíûå èññëåäîâàíèÿ öèàíèäà âîäîðîäà.

Ìîæíî ëè îáúÿñíèòü ýòè èçìåðåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé, â êîòîðîé ìåòàí èëè ýòàí ñìåøàí ñ öèàíèñòûì âîäîðîäîì? Ýòî ïðîòèâîðå÷èò õèìè÷åñêîìó ïðàâèëó «ïîäîáíîå ðàñòâîðÿåòñÿ â ïîäîáíîì», êîòîðîå, ïî ñóòè, îçíà÷àåò, ÷òî ñìåøèâàòü ýòè ïîëÿðíûå è íåïîëÿðíûå âåùåñòâà íåâîçìîæíî.

 ïîèñêàõ îòâåòîâ èññëåäîâàòåëè èñïîëüçîâàëè êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå, ÷òîáû ïðîòåñòèðîâàòü òûñÿ÷è ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ îðãàíèçàöèè ìîëåêóë â òâ¸ðäîì ñîñòîÿíèè.  õîäå àíàëèçà îíè îáíàðóæèëè, ÷òî óãëåâîäîðîäû ïðîíèêëè â êðèñòàëëè÷åñêóþ ðåø¸òêó öèàíèäà âîäîðîäà è îáðàçîâàëè íîâûå ñòàáèëüíûå ñòðóêòóðû, èçâåñòíûå êàê ñîêðèñòàëëû. Ýòî ìîæåò ïðîèñõîäèòü ïðè î÷åíü íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, íàïðèìåð, íà Òèòàíå. Ðàñ÷åòû ïðåäñêàçàëè íå òîëüêî ñòàáèëüíîñòü íåîæèäàííûõ ñìåñåé â óñëîâèÿõ Òèòàíà, íî è èõ ñïåêòðû ñâåòà, õîðîøî ñîâïàäàþùèå ñ èçìåðåíèÿìè.

Îòêðûòèå áðîñàåò âûçîâ îäíîìó èç ñàìûõ èçâåñòíûõ ïðàâèë õèìèè, íî âðåìÿ ïåðåïèñûâàòü ó÷åáíèêè ïî õèìèè íå ïðèøëî. Ýòî ëèøü õîðîøèé ïðèìåð òîãî, êàê ãðàíèöû â õèìèè ñòèðàþòñÿ, à îáùåïðèíÿòûå ïðàâèëà íå âñåãäà ïðèìåíèìû.

Õóäîæåñòâåííîå ïðåäñòàâëåíèå çîíäà Dragonfly íàä äþíàìè Òèòàíà. Èçîáðàæåíèå: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Îæèäàåòñÿ, ÷òî â 2034 ãîäó êîñìè÷åñêèé çîíä Dragonfly äîñòèãíåò Òèòàíà ñ öåëüþ èññëåäîâàíèÿ åãî ïîâåðõíîñòè. Äî ýòîãî âðåìåíè àâòîðû èññëåäîâàíèÿ ïëàíèðóþò ïðîäîëæèòü èçó÷åíèå õèìèè öèàíèñòîãî âîäîðîä. Öèàíèñòûé âîäîðîä âñòðå÷àåòñÿ âî ìíîãèõ ìåñòàõ Âñåëåííîé, íàïðèìåð, â êðóïíûõ ïûëåâûõ îáëàêàõ, â àòìîñôåðàõ ïëàíåò è â êîìåòàõ. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ ìîãóò ïîìî÷ü ïîíÿòü, ÷òî ïðîèñõîäèò â äðóãèõ õîëîäíûõ ñðåäàõ êîñìîñà. È, âîçìîæíî, ïîëó÷èòñÿ âûÿñíèòü, ìîãóò ëè äðóãèå íåïîëÿðíûå ìîëåêóëû òàêæå ïðîíèêàòü â êðèñòàëëû öèàíèñòîãî âîäîðîäà, è åñëè äà, òî ÷òî ýòî ìîæåò îçíà÷àòü äëÿ õèìèè, ïðåäøåñòâîâàâøåé âîçíèêíîâåíèþ æèçíè.

Îáçîð ñìàðòôîíà VERTU METAVERTU 2: ïåðâûé òåñò â Ðîññèè

Êîììåíòàðèè
Ñòàòüè ïî òåìå