Исследователи Университета Тохоку, Токийского университета и Университета Хоккайдо предложили гипотезу, согласно которой древняя Земля могла иметь атмосферу, богатую органическими веществами. Исследование, опубликованное в журнале Astrobiology, может послужить ключом к разгадке тайны происхождения жизни на Земле и других планетах.
Известно, что древняя Земля значительно отличалась от современной, представляя собой суровую среду с атмосферой, насыщенной водородом, метаном и металлическим железом. Эти компоненты указывают на возможные механизмы, благодаря которым органические молекулы могли образовываться в условиях древней Земли.
Для проверки гипотезы ученые разработали одномерную фотохимическую модель, позволяющую прогнозировать химические процессы в атмосфере древней Земли. Модель учитывает взаимодействие солнечного ультрафиолетового излучения с газами, присутствовавшими в атмосфере, и помогает установить, какие химические реакции происходили в этих условиях.
Результаты расчетов показали, что большая часть водорода со временем уходила в космос, тогда как углеводороды, такие как ацетилен, создавали естественный экран от УФ-излучения. Это явление существенно замедляло распад водяного пара и снижало окисление метана, что способствовало накоплению органических веществ в атмосфере.
По расчетам исследователей, при высоком содержании метана на древней Земле могли формироваться плотные слои органических соединений, достигающие в толщину нескольких сотен метров. Эти слои представляли собой органический суп, который, вероятно, стал источником появления первых живых организмов на Земле.
Сравнительный анализ показал, что атмосфера древней Земли напоминала современные условия на Марсе и Венере, но, несмотря на близость этих планет, Земля эволюционировала в совершенно иную среду. Эта модель помогает исследователям понять, уникальны ли условия, которые сделали Землю обитаемой, или такие же процессы могли происходить на других планетах.