«Земля не единственная обитаемая планета»: что ученые из Дубны выяснили о метеорите Оргей

Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) находится в Дубне – одном из наукоградов Подмосковья. Сейчас в зоне пристального внимания ученых находится метеорит Оргей, который упал во французской глубинке в середине XIX века. Современные методы исследований позволили обнаружить внутри метеорита окаменелые микроорганизмы, которые имеют космическое происхождение. Подробнее об исследованиях и возможностях появления жизни в космосе РИАМО рассказал младший научный сотрудник сектора астробиологии Лаборатории радиационных биологий (ЛБР).

Находка для астробиологов

Фото - © Из личного архива Антона Рюмина

Антон Рюмин, младший научный сотрудник сектора астробиологии ЛРБ ОИЯИ, знает о метеорите Оргей практически все: как он оказался на Земле, чем отличается от других метеоритов и чем интересен ученым.

«Когда он упал, это заметили многие: большой фрагмент метеорита приземлился в 1864 году в районе деревни Оргей, и еще множество обломков разбросало на несколько километров. В скором времени все обломки метеорита собрали и передали ученым для исследования», – рассказывает Антон.

Французские академики с готовностью взялись за изучение «пришельца» с помощью научных методов, известных на тот момент. Много вопросов тогда Оргей вызвал у химиков – изначально они даже сомневались, что это метеорит, потому что в нем оказалось много глинистых минералов. Также он практически мгновенно растворялся в воде, что метеоритам обычно не свойственно.

Впоследствии образцы метеорита были переданы в различные исследовательские институты мира, и новые результаты его изучения стали появляться регулярно.

«Это первый метеорит, в котором были найдены какие-то биоморфные структуры. Об этом сообщили в 1961 году. Эти структуры тогда осторожно назвали организованными элементами. Это были различные трубочки и шарики с порами, шипами, различной симметрией. Химический анализ показал, что вещество метеорита содержит множество органических соединений. Кроме того, он богат микрофоссилиями (небольшими окаменелостями – прим. ред.) – это бактерии и микроскопические водоросли», – объясняет ученый.

Конечно, находка микроскопических окаменелостей в метеорите заинтересовала ученых со всего мира, в особенности – астробиологов, то есть специалистов, которые занимаются изучением возникновения и распространения жизни на Земле и в космосе.

Создание спутников и интернет для всех: как развивают космические технологии в Подмосковье>>

Происхождение метеорита

Фото - © pixabay.com

В первую очередь ученые решили выяснить, где и когда могли появиться микроорганизмы внутри метеорита, а также не являются ли они обычными земными окаменелостями. Выдвигалась версия, что кусок породы с бактериями был выбит из поверхности Земли много миллионов лет назад, после чего долгое время летал по Солнечной системе, прежде чем снова вернулся на Землю.

Однако выяснилось, что метеорит Оргей имеет, вероятнее всего, кометное происхождение. По сути, комета – это своего рода «снежный ком», который летит в пространстве космоса, и на него налипает различный космический мусор. Когда комета приближается к Солнцу, часть ее плавится или испаряется, потом комета снова улетает далеко в космос, где к ней прилипают новые космические частицы. Считается, что метеориты данного типа начали формироваться одновременно с Солнечной системой, то есть самые древние его части образовывались около 4,5 миллиарда лет назад.

«Судя по траектории падения, по составу, Оргей зародился где-то в отдаленных уголках Солнечной системы. Гипотеза о земном происхождении метеорита не подтвердилась. Геохимики изучили его вдоль и поперек и по соотношению изотопов пришли к выводу, что появился он точно не на Земле и не на Луне», – рассказывает Антон Рюмин.

Молодые российские ученые — про пустой холодильник и союз с бизнесом>>

Бактерии из космоса

Фото - © flickr.com

Ученые рассматривали различные теории появления микрофоссилий в метеорите. Была даже версия, что эти микроскопические образования – просто игра природы, случайно появившиеся в метеорите структуры. Но более детальное исследование доказало, что большинство этих структур сложны настолько, что не возникает сомнений в их биологическом происхождении.

«Они определенно когда-то были живыми организмами, причем удивительно сходными с формами жизни, которые есть на Земле. При этом они похожи, но не идентичны земным – у нас на планете точно таких же окаменелостей не находили. Например, на Земле существуют празинофитные водоросли, и в метеорите найдены похожие структуры, но есть заметные морфологические отличия», – поясняет Антон Рюмин.

Ученым также удалось выяснить, что жили доисторические бактерии в водной среде.

«По своему строению они сходны с земными цианобактериями и эукариотическими водорослями, а для их существования необходима жидкая вода. Кроме того, в метеорите еще в 1960-е годы были обнаружены магнитотактические бактерии. В них содержатся кристаллы магнетита, которые выстраиваются в определенном порядке, так что эти бактерии зародились в среде, где есть магнитное поле. Скорее всего, это была крупная планета земного типа. И поскольку было магнитное поле, скорее всего, на планете присутствовали и атмосфера, и гидросфера», – рассказывает ученый.

Существует также гипотеза, что жизнь внутри материнского тела Оргея могла развиваться циклически: когда комета подлетала к Солнцу, в ее ядре образовывались локальные очаги плавления с жидкой водой, в которой водоросли и бактерии начинали активно размножаться. Когда же комета покидала «теплую» часть Солнечной системы, вода замерзала, и бактерии погружались в анабиоз.

Притяжение Гагарина: племянница первого космонавта – о том, каким Юрий был в жизни>>

Откуда жизнь на Земле

Фото - © Pixabay

Наша планета образовалась примерно 4,5 миллиарда лет назад, а приблизительно 3,8 миллиарда лет назад появилась гидросфера, то есть океаны жидкой воды. После этого на планете возникла и начала бурно развиваться жизнь.

Антон Рюмин поясняет: существует гипотеза о том, что вода на Землю была в значительной степени занесена из космоса кометами, которые почти полностью состоят из воды. И, возможно, именно кометы принесли на планету живые организмы.

«По сути, должно было пройти много миллионов лет, чтобы в океанах из первых органических молекул образовались первые живые клетки, одноклеточные организмы. Но, на самом деле, это произошло практически мгновенно по геологическим меркам. Появились океаны, и почти сразу в них зародилась жизнь, причем довольно сложная», – замечает ученый.

В целом эта гипотеза имеет право на существование, так как в веществе метеорита Оргей содержится весьма значительное число окаменелостей. Ученые подсчитали, что на кубический миллиметр вещества приходится 1,5-2 тысячи микрофоссилий. Если предположить, что подобная комета с живыми бактериями и водорослями упала в земной океан, то, вполне вероятно, что эти бактерии и дали начало жизни на Земле.

Дубна – что посмотреть в городе физиков и лириков>>

Где и как астробиологи ищут жизнь

Фото - © Алексей Даничев/РИА Новости

«Поиск и изучение микрофоссилий в метеоритах мы ведем при помощи методов бактериальной палеонтологии – молодой дисциплины, один из основателей которой – начальник сектора астробиологии ЛРБ ОИЯИ, академик РАН А.Ю. Розанов. Астробиология в широком смысле изучает жизнь как глобальное космическое явление и на Земле, и за ее пределами. И для того чтобы лучше искать что-то за пределами Земли, мы должны хорошо знать жизнь на Земле», – рассказывает Антон Рюмин.

В частности, астробиологи изучают экстремофилов. Это организмы, которые живут в экстремальных условиях: при очень высоких или, наоборот, очень низких температурах, во льдах Антарктиды, в гиперсоленых естественных бассейнах, в ядерных реакторах, в жерлах вулканов, на дне океанов, в подземной биосфере, на километровой глубине под поверхностью Земли. На их примере можно изучить выживаемость организмов и ее пределы. Эксперименты проводились даже на МКС: изучались экстремофильные бактерии, которые могут существовать при высоких уровнях радиации. Бактерии три года летали на орбите Земли и выжили в условиях космоса. Так что теория о том, что бактерии могли проводить в «спящем» состоянии многие годы, находясь внутри кометы, имеет научное подтверждение.

«Американский ученый Ричард Гувер изучал антарктические льды на предмет микробиологии, и, оказалось, что на глубине, под коркой льда, живут черви! Также во льдах обитает множество водорослей, они выделяют вещества со свойствами антифриза, которые как бы растворяют лед. Так что водоросли живут в этих резервуарах с жидкой водой на глубине нескольких метров подо льдом, и там происходит фотосинтез. То есть жизнь настолько умеет приспосабливаться к разным условиям, что диву даешься!» – делится ученый.

Что же касается иных форм жизни, кроме углеродной, к которой относится все живое на Земле, то на этот счет у ученых пока нет точных данных, добавляет Антон. Существуют предположения и теории, что возможна азотная жизнь, но она может существовать лишь при супервысоком давлении, когда химия азота меняется. Ученые смоделировали возможность образования новых химических соединений при экстремально высоком давлении и пришли к выводу, что теоретически азотная жизнь может существовать. Она может развиться, например, в недрах газового гиганта наподобие Юпитера. Так что, возможно, и в Солнечной системе Земля является не единственной обитаемой планетой.

Как воспитать ученого: 7 кванториумов Московского региона>>