Признаком жизни за пределами Земли может быть метан
Атмосферный метан может быть первым признаком жизни за пределами Земли, считают ученые в новом исследовании, опубликованном 30 марта в журнале PNAS.
Несмотря на то, что небиологические процессы могут также генерировать метан, новое исследование ученых Калифорнийского университета в Санта-Крузе устанавливает ряд обстоятельств, которые говорят в пользу биологической активности при наличии источника метана в атмосфере скалистой планеты.
То что метан является одним из немногих потенциальных признаков жизни, или «биосигналов», особенно представляет интерес для ученых, так как его можно легко обнаружить с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, который начнет наблюдения в этом году.
«О кислороде часто говорят как об одном из лучших биосигналов, но, вероятно, его будет трудно обнаружить с помощью JWST», — сказала аспирантка Мэгги Томпсон.
В исследовании были рассмотрены различные небиологические источники метана и оценен их потенциал для поддержания богатой метаном атмосферы. К ним относятся вулканы; реакции в таких условиях, как срединно-океанические хребты, гидротермальные источники и зоны тектонической субдукции; и столкновения с кометами или астероидами.
Аргументы в пользу метана как биосигнала проистекают из его нестабильности в атмосфере. Поскольку фотохимические реакции разрушают атмосферный метан, его необходимо постоянно пополнять для поддержания высоких уровней.
«Если вы обнаруживаете много метана на скалистой планете, вам, как правило, нужен массивный источник, чтобы объяснить это, — сказал соавтор Джошуа Криссансен-Тоттон. — Мы знаем, что биологическая активность создает большое количество метана на Земле, и, вероятно, так было и на ранней Земле, потому что производство метана довольно легко осуществить метаболически».
Однако небиологические источники не смогли бы производить такое количество метана, не дав при этом видимых ключей к его происхождению. Выделение газов из вулканов, например, привело бы к добавлению в атмосферу как метана, так и монооксида углерода, в то время как биологическая активность, как правило, легко поглощает монооксид углерода.
Исследователи обнаружили, что небиологические процессы не могут легко создать пригодную для жизни атмосферу планеты, богатую как метаном, так и углекислым газом и практически без монооксида углерода.
Исследователи пришли к выводу, что для скалистой планеты атмосферный метан, скорее всего, будет считаться убедительным признаком жизни, если в атмосфере также есть углекислый газ, метан более распространен, чем монооксид углерода, и можно исключить чрезвычайно богатые водой составы планет.
«Одна молекула не даст вам ответа — вы должны учитывать весь контекст планеты, — сказала Томпсон. — Метан — это лишь часть головоломки, но чтобы определить, есть ли жизнь на планете, нужно учитывать ее геохимию, то, как она взаимодействует со своей звездой, и множество процессов, которые могут влиять на атмосферу планеты в геологических временных масштабах».
