7 декабря 2008 г.

Пара статей из свежего Nature Geoscience

В свежем выпуске Nature Geoscience (а точнее, даже не в выпуске, а в предварительных онлайновых публикациях) появились две очень разные статьи, которые однако можно охарактеризовать общей фразой: статьи о том, как сложные вещи получаются естественным образом.

В первой статье, Biomolecule formation by oceanic impacts on early Earth, описаны результаты эксперимента, моделирующего столкновение метеоритов с молодой неорганической Землей. Исследователи интересовались происходящие в момент столкновения химические реакции, а конкретно -- образование органики.

В эксперименте снаряд разгонялся до скорости около 1 км/сек и врезался в контейнер со смесью неорганического углерода, железа, никеля, азота и воды (это совершенно нормальный начальный состав для столкновения хондрита с молодой Землей). При столкновении возникала ударная волна, которая на короткое время нагревала смесь до нескольких тысяч градусов при давлении в пару тысяч атмосфер (а при реальном падении метеоритов давления были заведомо выше). Как показал последующий анализ, при этом образовывались разнообразные органические молекулы -- карбоновые кислоты, амины, анимокислоты.

Авторы даже оценили "органический КПД" такого столкновения: как минимум 2,5*10−5 от первоначального твердого углерода образовывало разнообразную органику. Очень даже неплохо. Получается, на раннем этапе жизни Земли простое падение метеоритов могло легко породить достаточно большое количество первоначальной органики.

Вообще, то, что органические молекулы могут синтезироваться сами собой в достаточно агрессивных условиях, конечно, совсем не новость (см. например заметку Получены новые результаты старого эксперимента Стэнли Миллера). Но в этой работе интересно то, что для образования органики, получается, не требуется долго "колбасить" первоначальный неорганический бульон. Достаточно одного удара, и ударная волна сама всё сделает.

Вторая статья, The role of the stratosphere in the European climate response to El Niño, по климатологии.

Как известно, климат (т.е. условно говоря, усредненная за год погода) живет своей жизнью даже при фиксированных внешних условиях. У него имеются разнообразные многолетние климатические осцилляции, самая сильная из которых ENSO (Эль-Ниньо-Южное Колебание). Она зарождается в тихоокеанских тропиках, но влияет не только на ближайшие регионы (Южную Америку), но и глобально. В частности, наблюдения показывают, что фаза этого колебания влияет на погодные тенденции в Европе в конце зимы: теплая фаза Эль-Ниньо коррелирует с холодным климатом на севере Европы (см. подробную статью ENSO influence on Europe during the last centuries, она вроде бы в свободном доступе). Однако проблема долгое время была в том, что не был понятен механизм такого четкого и регулярного воздействия.

В новой статье сообщается, что моделирование в рамках модели общей циркуляции HadGAM1 неплохо воспроизводит эту тенденцию. И в рамках этой модели видно, что влияние идет через стратосферу. Хотелось бы теперь проверить, показывают ли другие модели то же самое.

12 комментариев:

  1. 2.5*10^-5 это кубик с ребром 3 см от кубометра - вполне серьезный объем

    ОтветитьУдалить
  2. Гораздо интересней не величина 2.5*10^-5, а предел к которому будет стремиться содержание органики если стрелять снарядами каждые 5 минут на протяжении 100 миллионов лет. наверняка будет + 2 а то и 3 порядка. Если не ошибаюсь, поверхность Тритона (спутник Нептуна) по некоторым догадкам тёмная, т.к. завалена грязным снегом с органикой (ссылку не найду), так что проблем с нехваткой органики на самом деле никогда не было.

    ОтветитьУдалить
  3. Ну и что, что органики много? Попробуй из этого бульона собери живую клетку...

    ОтветитьУдалить
  4. Это уже отдельный вопрос. Никто не говорит, что от удара метеорита сам собой собрался трилобит и пополз размножаться. Эволюция от неорганического к живому происходила конечно за много этапов.

    Тут дело в том, что большинству "обычных" людей некоторые из этих этапов кажутся неправдоподобными -- "ну не может же сложная система сама собой создаться из простейших!". Но это "кажутся" есть лишь результат незнания реальных возможностей природы. Поэтому про каждый такой этап полезно отдельно экспериментально показывать, что да, может, и причем в самых естественных условиях и за относительно короткое время.

    ОтветитьУдалить
  5. В принципе - согласен. Просто у меня, например, "образование органики" никакого удивления никогда не вызывало...

    Мда, этот вопрос еще слишком сложен...

    ОтветитьУдалить
  6. А кто есть адресная аудитория для статьи? Науки мало, да и как-то не нОво что при разогреве возникает органика. Если задача ставится так: "убедить обыкновенного религиозного обывателя что жизнь запросто может не быть актом Творения" - то ИМХО это задача непосильная. Даже если Бог есть и сам им это скажет - они всё равно не поверят. А остальные ИМХО очень даже верят что и жизнь самовозникла, и что Дарвин прав... Кстати, для обывателя 10^-5 это мало. Так мало, что почти 0. До 0 и округлят, а потом припишут "в ходе эксперимента жизнь не возникла, а по ходу доказано с точностью на много знаков после запятой - не возникает даже органика".

    Это я к тому, что люди уже давно разделились на науко-ориентированных и религиозно-ориентированных, и от количества доводов в научных журналах тут равновесие нисколько не меняется.

    ОтветитьУдалить
  7. Аудитория - те, кто не достаточно тверд в своей ориентации. Для кого-то вопрос вероятности образования первичной органики может оказаться критическим.

    ОтветитьУдалить
  8. Галина9/12/08 14:31

    Игорь говорит, что эволюция от неорганического к живому происходила за много этапов.Интересно. квантовый переход между неживым и живым при этом подразумевается или ну его...

    ОтветитьУдалить
  9. to PavelS: DВы имели в виду для оригинальной статьи? Каклй-то странный вопрос. Аудитория -- ученые. Это вполне нормальное естественнонаучное исследование. Даже если какой-то процесс нам кажется вполне ожидаемым, всё равно полезно его проверить экспериментально. А здесь он вовсе не столь очевиден. Ведь речь идет не просто про "нагревание", а нагревание на очень короткое время во вполне конкретных условиях. Ну и кроме того, даже если Вам заранее неудивительно, что в таких условиях будет образовываться органика, то всё равно возникает интересный вопрос: какая именно? в каком состоянии? сколько? Авторы статьи и отвечали на эти вопросы.

    А вот убеждать кого-то в естественном происхождении жизни -- это дело вторичное. Но убеждать можно, только имея много таких мелких кирпичиков-экспериментов.

    ОтветитьУдалить
  10. Галине: знаете, я как-то писал про квантовые эффекты в биологии. Вкратце -- никаких предпосылок для этого нет.

    ОтветитьУдалить
  11. Галина10/12/08 08:23

    Я говорю не о физических квантовых эффектах в биологии, а о том, что там - в биологии - тоже есть свои квантовые (в широком смысле слова) явления.
    Но биологи этого не понимают,т.к. для этого надо любить квантовую физику, знать историю совр теор физики, прочесть хоть один хороший учебник (Э.Вихмана,напр.).
    А физики,когда рассуждают о проблемах жизни, остаются физиками...
    Изредка они (например,вы) пытаются позвать биологов на путь истинный, и что? Глухо.
    Взять хотя бы вашу, Игорь,параллель 3-х летней давности: рак как процесс декогеренции. Интересно, хоть кто-то еще мыслит таким образом об этом?
    Боюсь, что нет.

    ОтветитьУдалить
  12. Ребята тупо посчитали сколько органических молекул можно получить если долбить так-то и так-то некую неорганическую смесь... Ну да, давно известно множество тривиальных способов "естесственно" получать "органику" из "неорганики" (грубо говоря, одни хим. соединения из других). Да этой т.н. "органики" и в космосе навалом, судя по спектрам, даже в газо-пылевых облаках "летают" тонны аминокислот. И тут, волшебным образом, разговор заходит о "естественном происхождении жизни"... Ну давайте не будем тратить время на обывателей, давайте убедим какого-нибудь ученого-старпера с биохимическим бэкграундом (ну, например, меня). Ну как эти мерзопакостные аминокислоты "естественно" образовывали полипептидные цепочки с определенной каталитической активностью, да еще при этом были все "левозакрученными"? Ну вот, некоторые говорят, нет, сначала были не белки, а РНК. Ну, да логично, есть вирусы у которых нет "своих" белков, нет ДНК, одни РНК. Но с РНКой та же проблема - цепочки с определенной активностью, все сахара в них "правозакрученные". Поймите меня правильно, я ни в коем случае НЕ "креационист", просто проблема происхождения жизни все же имеет весьма и весьма отдаленное отношение к вышеупомянутой статье.

    ОтветитьУдалить