Wie sollten die physikalischen Bedingungen auf der Erde, der Sonne und im Sonnensystem für die Bildung der Biosphäre auf unserem Planeten gewesen sein? Welche galaktischen Faktoren haben den Ursprung des Lebens beeinflusst? Gibt es Leben jenseits der Erde? Diese und andere wissenschaftliche Fragen im Rahmen des Bildungsfestivals Science Bar Hopping wurden vom Kandidaten für Physik und Mathematik, leitender Forscher am Institut für Sonnenphysik und Solar-Terrestrische Beziehungen des Instituts für Erdmagnetismus und Funkwellenausbreitung, beantwortet. N. V. Pushkova RAS Maria Ragulskaya.
„In der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist der dominierende Standpunkt, dass das Leben in erster Linie ein globales Phänomen ist. Und wenn wir uns dem Thema seiner Rekonstruktion nähern und nicht nur das anthropogene Prinzip berücksichtigen, kann auf vielen Planeten Leben geschaffen werden, da es in dieser Angelegenheit keine physikalischen und chemischen Einschränkungen gibt “, sagte der Experte.
Sonnenaktivität und Leben
Die Biosphäre der Erde verarbeitet eine solche Menge an Sonnenenergie, die die Energie tektonischer und vulkanischer Prozesse um das 30-fache übersteigt und praktisch der gesamten Wärmeenergie aus dem Erdinneren entspricht. In der elfjährigen Periode der Veränderung der Sonnenaktivität beträgt der Beitrag der Sonne zur Entwicklung von Biosystemen und zum Klima 10%. In einem Zeitraum von 250 Jahren wächst dieser Beitrag auf 70%.
Unser Leben ist chiral
Das Leben basiert auf Kohlenstoff und Wasser. Diese komplexe Struktur erfordert eine chemische Base und ein Lösungsmittel. Der genetische Code des irdischen Lebens -nicht die einzig biochemisch mögliche. Flüssiges Ammoniak und Schwefelsäure sind als Lösungsmittel geeignet, und Bor- oder Stickstoffbindungen bei hohen Temperaturen ersetzen Kohlenstoff. Der Mensch besteht aus Molekülen einer bestimmten Chiralität, die ebenfalls nicht exklusiv sind. Chiralität ist die Eigenschaft eines Moleküls, sich im Raum nicht mit seinem Spiegelbild zu verbinden. „Chiralität ist wie Handschuhe - links und rechts. Wenn das Molekül in eine Richtung verdreht ist, kann es durch keine Bewegung im Raum in die andere gedreht werden. Es ist falsch zu sagen, dass Lebensprozesse im Universum nicht wie auf der Erde realisiert werden können, sondern in die entgegengesetzte Richtung verdreht sind. Es ist nicht bekannt, aus welchem Grund nur eine Option auf unserem Planeten wahr geworden ist. Diese wissenschaftlichen Fragen werden von Wissenschaftlern behandelt, die den Ursprung des Lebens untersuchen. Das heißt, es reicht nicht aus, ein Molekül zusammenzusetzen, es ist notwendig, einen Prozess bereitzustellen,rechts von links trennen und eine geeignete Option für das Leben ansammeln. Und paradoxerweise wurde uns ein solcher Prozess von der jungen Sonne mit ihrer Strahlung zur Verfügung gestellt. - sagte der Experte.
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Wo soll man nach Leben suchen?
Die frühe Phase der Entwicklung des Lebens auf der Erde unterschied sich von der modernen Periode: die chemische Zusammensetzung der Ozeane, die Atmosphäre, die Temperatur, die Lage der Planeten und der aktive Meteoritenbeschuss. Die Suche nach dem Ursprung des Lebens sollte von der Zeit an beginnen, als die chemische Zusammensetzung des Universums ungefähr dieselbe wurde wie heute - dies ist 7,8 Milliarden Jahre her. Während dieser Zeit erschienen die wichtigsten lebenswichtigen schweren Elemente - Kohlenstoff und Wasser. Diese Elemente unseres Körpers sind die Überreste ausgebrannter Sterne. Wir sind alle aus Sternmaterie. Das heißt, für etwa die Hälfte ihres Lebens befanden sich Sonne, Erde und Sonnensystem unter völlig unterschiedlichen Bedingungen und nicht unter solchen, an die die Menschheit gewöhnt ist. Zuverlässiges Leben auf der Erde - das in Fossilien gefundene - vor 3,8-4 Milliarden Jahren. Wissenschaftler können nicht sagen, dass es vorher kein Leben gab,da praktisch keine Felsen älter als dieses Alter überlebt haben. Ältere Informationen können von Meteoriten erhalten werden.
Wie wurde das Sonnensystem geboren?
Die Entstehung des Sonnensystems dauerte etwa 900 Millionen Jahre. Sie wurde in einem dichten Sternhaufen ähnlicher Sternensysteme geboren. Sie erschienen nach Supernova-Explosionen. Vielleicht war der Fall der Meteoriten darauf zurückzuführen, dass die Systeme auseinander gingen und Meteoritenmaterie austauschten.
Galaktisches Leben
Im galaktischen interstellaren Medium wurden viele komplexe organische Substanzen gefunden, aus denen lebende Organismen bestehen. Galaktische Wolken, durch die kosmische Strahlen strömen, sind eine riesige Quelle organischer Materie. Moderne Wissenschaftler haben mehr als 200 solcher Substanzen entdeckt. Wissenschaftler haben eine schwierige Aufgabe - diese Daten zu entschlüsseln.
Der frühe Mars - eine Oase fürs Leben
Auf dem frühen Mars gab es in der ersten halben Milliarde Jahren alle Bedingungen für den Ursprung und die Entwicklung des Lebens, während es auf der Erde keine derartigen Prozesse gab. Der junge Planet hatte Ozeane mit einer großen Wasserversorgung, einer Atmosphäre und einem warmen Klima. Der Mars ist jedoch ein kleiner Planet und weit von der Sonne entfernt. Es gibt auch so etwas wie "Sonnenwind" - einen Strom ionisierter Partikel aus der Sonnenkorona. Dieser Strom riss die Atmosphäre des Mars ab. Die meisten Meteoriten, die uns erreichen, sind Marsmenschen. Wenn es Leben auf dem Planeten gab, dann bewegte es sich vom Mars zur Erde und nicht umgekehrt.
Sonne: damals und heute
Die frühe Sonne und die moderne Sonne sind nicht gleich. Die Sonne hatte viel mehr Sonnenflecken und ihre Leuchtkraft war viel geringer - 70% des aktuellen Zustands. Der Stern flammte allmählich auf (bis heute hat sich die Leuchtkraft um das Eineinhalbfache erhöht), aber gleichzeitig waren die Sonneneruptionen sehr aktiv. Die Masse der frühen Sonne beträgt bis zu 103%, die Rotationszeit beträgt 6 bis 10 Tage. Die Intensität der laufenden Prozesse war hundertmal höher als das aktuelle Niveau.
Auf der Suche nach einem Planeten zum Leben
Zum Überleben benötigt die Biosphäre: flüssiges Wasser auf einem Weltraumobjekt über einen langen geologischen Zeitraum, organische Verbindungen, Energiequellen für biochemische Prozesse und eine Schutzhülle. Das Ziel von Wissenschaftlern ist es, Orte zu finden, die vor Strahlung geschützt sind und an denen Wasser gespeichert werden kann. Sie suchen kein Leben in einer Mono-Umgebung. Wissenschaftler glauben, dass das Leben durch die Quintessenz von drei Phasen entsteht: flüssig, gasförmig und fest.
„Es gibt eine große Debatte zwischen Biologen und Geologen darüber, wo Weltraummissionen gelandet werden können, um nach der Biosphäre auf dem Mars zu suchen. Geologen behaupten, dass die ältesten Felsen. Biologen hingegen glauben, dass diese Gesteine mit der milliardenschweren Strahlung verschwunden sind. Biologen beweisen, dass der Mars immer noch eine quasiperiodische Atmosphäre hat. Von Zeit zu Zeit ändert der Mars die Achse des Planeten und seine Polkappen schmelzen. Vielleicht erscheint alle 120.000 Jahre mehrere Wochen lang Wasser auf dem Mars. Terrestrische Organismen können in suspendierten Animationen 120.000 Jahre überleben. Wenn alle 120.000 Jahre Wasser auf dem Mars erscheint, reichen mehrere Wochen aus, damit die Organismen wiederbeleben, einen Lebenszyklus erzeugen, Nachkommen hinterlassen und dann auf die nächsten 120.000 Jahre warten können “, sagte der Experte.
Sie suchen das Leben auf der Venus. Unter den Druck- und Temperaturbedingungen der Venus können anstelle von Kohlenstoff chemische Verbindungen auf Stickstoffbasis erhalten werden, und die überkritische Flüssigkeit von Kohlendioxid wirkt als Wasser. Wissenschaftler können Reaktionen theoretisch schreiben, aber sie können sie nicht unter terrestrischen Bedingungen testen. Es ist notwendig, eine Pflanze mit der Größe mehrerer Planeten zu bauen. Das Land ist klein für Laboratorien zur Herstellung solcher Substanzen. Aber im Weltraum sind diese Experimente durchaus möglich.
Zum 03.10.2019 wurde die Existenz von 4011 Exoplaneten in 2996 Planetensystemen zuverlässig bestätigt. Unter ihnen der terrestrische Typ - von 5%.
Der Hauptbeschränkungsfaktor bei der Suche nach Leben ist die Strahlung des Muttersterns oder der Gasriesenplaneten. Die Biosphäre kann sich an alles anpassen: hohen Temperaturen standhalten, Chemikalien und Energiequellen finden. Die Biosphäre kann jedoch dem starken Einfluss von Strahlungsstrahlen nicht standhalten.
„Das irdische Leben ist nicht die einzige biochemisch mögliche Form. Die Wiege des Lebens können sowohl molekulare galaktische Scheiben und Exoplaneten als auch Vulkane und Ozeane der Erde, des Mars und kleiner Planeten und Riesenplaneten sein. Wird die Menschheit in der Lage sein, ein solches Leben zu identifizieren, wenn sie es versehentlich in ihren Weltraummissionen findet? “, Schloss Maria Ragulskaya.
