Возможности обнаружения жизни на Марсе и других телах Солнечной системы

[Андрей Курилов]

Это не важно, важно, что размер образца везде настолько мал, что в обычном воздухе он заметно тормозится

Продемонстрируйте это не на словах, а численно. Тогда и можно будет обсудить. Пока что говорить не о чем.

[Проходящий Кот]

Промт говорит:
"[цитируйте автора =-Asket-link=topic=105628.msg2584242#msg2584242 date=1380381770]
[цитата] Интересно, что, судя по ссылкам в конце, ударными экспериментами над бактериями много кто занимался. Кто имитировал марсианские метеориты, засовывал туда бактерии и подвергал их ударам (имитация панспермии с Марса), кто просто подвергал бактерии сжатию до нескольких ГПа.
Да, с 90-х годов подобных работ опубликованы десятки, опыты проводились в самых разных вариациях. Вот здесь описана типичная для подобного рода экспериментов методика проведения: Жизнеспособность Бактерий в Гиперскоростном Воздействии (2001)
Другое дело, что эти последние работы пока самые скоростные.

[цитата] Ещё меня удивляет в эксперименте, что нету порога выживаемости, доля выживших непрерывно уменьшается с ростом скорости, но нуля нигде не достигает. Это больше похоже на какой-то случайный процесс, а не на устойчивость к воздействию фактора. Системы гомеостаза в живых организмах действуют по-другому: они нивелируют воздействие в определённых пределах, но за этими пределами выживаемость быстро снижается до нуля. В общем, что-то здесь не то.
На обобщенном графике излом присутствует - есть пороговое видоспецифичное давление после которого выживаемость начинает падать значительно резче. Т.е. эта граница и есть предельный уровень воздействия, которое гомеостаз может компенсировать. Далее мы действительно видим как по мере роста давления быстро падает доля счастливчиков, которые уложились таки в рамки этого предельного уровня в силу случайного влияния уже чисто физических факторов.

[центр] [/сосредотачивается]

До нуля оно здесь не падает просто из-за большого количества спор, при меньшем их содержании в образце могли бы и не дотянуть до такой скорости. Подобное мы можем видеть на примере обычной стерилизации. На результаты стерилизации влияет общее количество микроорганизмов и их спор. Так, сроки гибели спор CI. botulinum в зависимости от их концентрации различны при одной и той же температуре стерилизации в автоклаве, что можно видеть из данных, приведенных ниже:

[центр] [/сосредотачивается]

Про температуру при ударе. Вот свежий обзор работ по изучению влияния высоких давлений на жизнь микроорганизмов:

Давление как экологический параметр для микробной жизни — обзор (2013)
... Несколько исследований шока показали, что микроорганизмы пережили шоки, вызванные молотковыми дробилками низкой скорости (например, из Марса) в поверхности Земли и что выживание было весьма переменным от одного микроорганизма до другого (Стол 1) [42-47]. Геологический материал, который используется, чтобы включить микроорганизмы для эксперимента шока также, имел влияние на норму выживания [42,43]. Исследования были проведены, используя технику отражения шока или двухэтапное легко-газовое оружие, которые производят до пиковых давлений ~80 С.Б.Б. для меньше чем 1 μs связанный с кратким и интенсивным увеличением температуры. Например, с техникой отражения шока, пик P 30–34 С.Б.Б. соответствует также пиковой температуре 390 °C для меньше чем 0.3 μs, сопровождаемых температурами постшока 220–275 °C в течение нескольких минут. Однако жизнеспособные споры Бациллы subtilis были восстановлены после быстродействующего ухода за кожей [46]. Споры B. subtilis и лишайник Xanthoria elegans переживший потрясают давления до ~45 С.Б.Б., тогда как cyanobacterium Chroococcidiopsis Испания не переживает шок С.Б.Б. N10 [42-45], в то время как другие исследователи утверждают, что Rhodococcus erythropolis и B. subtilis клетки переживают до ~78 С.Б.Б. [47].

[центр] [/сосредотачивается]

А давление в несколько ГПа бактерии спокойно переносят даже в статике:


Микробная активность в gigapascal давлениях
Резюме
Мы заметили, что физиологическая и метаболическая активность Shewanella oneidensis напрягает MR1, и Escherichia coli напрягают MG1655 в давлениях 68 - 1680 megapascals (MPa) в алмазных клетках наковальни. Мы измеряли биологическое formate окисление в высоком давлении (68 - 1060 MPa). В давлениях 1200 - 1600 MPa живущие бактерии проживали в жидких включениях в ледяные-VI кристаллы и продолжали быть жизнеспособными после последующего выпуска к окружающим давлениям (0.1 MPa).


При давлении свыше 1ГПа бактерии жили больше месяца:

... Исследования под микроскопом к давлениям 1060 MPa подтвердили продолженную жизнеспособность клетки (неповрежденный и motile) по продолжительности больше чем 30 дней...

А при 1,6ГПа успешно противостояли вмерзанию в лед-VI:


... В ~1250 MPa формирование льда-VI было мгновенно. Первоначально, мозаики ледяных-VI кристаллов наблюдались отделенные тонкими "венами" органическо-богатой жидкости, содержащей бактерии (Рис. 3). Однако, сверхурочное время лед таял частично вдоль промежуточных вен и разрабатывал многочисленные органическо-богатые жидкие включения, содержащие микробные группы (Рис. 3) [кино Сети 1 (12)]. Эти структурные изменения во льду, наблюдаемом к давлениям 1600 MPa, могли бы или быть последствием разделения фаз, связанного с формированием льда в любой органическо-богатой среде, или результатом микроорганизмов, защищающих чувствительные к льду клеточные компоненты (23, 24). После последующего понижения давления, чтобы расплавить лед, выживание ячейки и жизнеспособность в более высоких давлениях были определены прямым счетом ячейки (Рис. 2) на обоих E. coli [в пределах от 10 [глоток] 6 [/глоток] клетки (в 0 часов) к 10 [глоток] 4 [/глоток] клетки (после 30 часов)] и Shewanella MR1 [rangin от 3X10 [глоток] 6 [/глоток] клетки (в 0 часов) к 10 [глоток] 4 [/глоток] клетки (после 30 часов) (20)] (Рис. 3).

Вот еще интересная работа по адаптации обычной E. coli к высокому давлению:

Быстрое Приобретение Сопротивления Gigapascal-высокого-давления Escherichia coli

Без особого труда удалось быстро поднять устойчивость в три раза, до 2ГПа:

... Однако, развитый piezoresistance был экстраординарен, и верхний предел давления для выживания с готовностью
увеличенный по крайней мере 3-кратный от 600 MPa до 2 С.Б.Б.. Фактически, столько, сколько кальций. 1 в 10 [глоток] 4 [/глоток] клетки населения HP-resistant с готовностью пережили обработку С 2 С.Б.Б.. В то время как о признаках предполагаемой ферментативной активности в E. coli клетки в 1.4 С.Б.Б. сообщили ранее (3, 4), эти результаты обеспечивают первое безвозвратное свидетельство микробного выживания в 2 С.Б.Б....

Это было продемонстрировано в четырех независимых эволюционных экспериментах:
 
... Важно, GPa-HP-resistant E. coli мутанты были получены во всех четырех независимых выполненных экспериментах развития HP. Кроме того, в дополнение к этой воспроизводимости, относительная непринужденность, с которой сопротивление С.Б.Б. кажется способным развиться в E. coli, далее подчеркнута фактом, что ни один из этих независимо изолированных мутантов не показал очевидных дефектов роста в атмосферном давлении (данные, не показанные). Вместе, эти наблюдения, кажется, указывают, что у этой бактерии есть генетический проект, чтобы приобрести чрезвычайные уровни сопротивления HP, когда выбор вынуждает это сделать так. Это очевидное предрасположение могло бы также быть отражено фактом, что естественные изоляты E. coli показывают большую свойственную изменчивость относительно сопротивления HP в 200-к 700-MPa диапазону, изученному пока (5, 6, 7).

Интересно, что при 1.2 и 2ГПа выживаемость мутантов была примерно равной, но 2ГПа они в среднем выдерживали значительно дольше:

... Удивительно, как показано в Рис. 1B, развитый HP-resistant E. coli мутант показал подобные уровни выживания когда подвергнуто 1.2 и 2 С.Б.Б.. Это могло указать, что, несмотря на существенное различие в их интенсивности, у этих двух давлений есть подобные воздействия на ячейку, которой может противостоять механизм сопротивления.
Однако, когда мы сравнили инактивацию kinetics мутанта HP-resistant в 800 MPa с этим в 2 С.Б.Б., мы нашли, что норма инактивации в 2 С.Б.Б. была значительно ниже чем это в 800 MPa (см. Рис. S1 в дополнительном материале). В соответствующие десятичные времена сокращения ясно отражен последний результат: D _{2 С.Б.Б.} =16 минут> D _{800 MPa} =6.5 минут (Рис. S1). Это должно быть отмечено, что в пределах 1.2-к диапазону С 2 С.Б.Б., вода подвергается последующим переходам от жидкости в лед-VI и ледяные-VII формы кристалла, как предсказано его температурной давлением диаграммой фазы. Однако, неясно, могли ли бы такие переходы фазы так или иначе поспособствовать упругости мутанта HP-resistant в этих давлениях...

[цитата]
  Цитировать (выделенное) <blockquote>Неизвестно, есть ли микроорганизмы выше стратопаузы. Возможно что и есть. Опять же, при падении крупного астероида конвективный восходящий поток может достигать 100 км, а учитывая что микроорганизмы вплость до стратопаузы встречаются повсевместно и постоянно, получается, что эпизодически микроорганизмы могут достигать высоты в 100 км - совершенно точно.</blockquote>   
Во всяком случае, в пробах взятых геофизическими ракетами споры попадались на высотах до 85 км. Возможно, они есть и выше, но концентрация настолько низка, что шансов попасть в пробу уже практически нет. А предположение о подъеме электрически заряженных бактерий на большие высоты в атмосфере было высказано еще в 1908 г. Сванте Аррениусом.

[центр] Ассессинг Пэнспермия Хипасезис Микроорганизмами, Собранными у Высокой Высотной Среды : [/сосредотачиваются]

[центр] [/сосредотачивается]

[центр] [/сосредотачивается]
Микробная плотность в зависимости от высоты. Горизонтальные линии или заполненные круги были втянуты основанные на данных в температуре окружающей среды и давлении (ATP) в Столе 1. Поскольку некоторые микробные samplings были сделаны в определенных диапазонах высоты, горизонтальные линии показывают соответствующие диапазоны высоты. Расплющенная линия регресса (d=40/h2) указывает предполагаемую микробную плотность (d) против высоты (h).

Подъем микроорганизмов электрическими полями выше гроз
Резюме
О наборах микроорганизмов сообщили в высотах выше tropopause, где трудно объяснить их присутствие. Фактически, современная наука все еще не может ответить на вопрос, "Как высоко микроорганизм может быть найден?” Эта бумага опишет наш анализ способности электрических полей, связанных с присутствием/формированием гроз, чтобы вздымать любые заряженные ледяные частицы (который может содержать микроорганизмы), или микроорганизмы, которые неотъемлемо содержат электрический заряд, в стратосферу. Здесь мы показываем, через моделирование, что сильные электрические поля, найденные во время гроз, могли ускорить заряженные частицы масштаба микрона быстро против сил бремени и силы тяжести. Этот механизм подъема может поэтому помочь объяснить присутствие микроорганизмов в стратосфере в высотах 40 км и выше.
[/указывают]

"

[chiahua]

Лихо! "Штирлиц" лучше переводит, ну, по крайней мере из одной кодировки в другую.

[Проходящий Кот]

Русский текст пришлось восстанавливать вручную --- Промт перевел его в греческий.....

[Golossvyshe]

С учётом того, какие жаркие споры разворачивались здесь об ударных волнах при сверхзвуковом движении

Вы преувеличиваете насчёт дискуссии. Несколько приведённых сведений из физики ударных волн, по сути справка.

Напомню, возмутителем спокойствия стал я, когда спросил уважаемую Вику, отчего она вместе со всеми обсуждает оксюморон - выброс камней с Земли при импакте невозможен. Далее АlexAV вкратце изложил, почему именно. Вика к аргументам прислушалась и, т. о., вероятно, утратила к теме интерес.

Напротив, awsislemse остался на своих позициях <Личный выпад удален. +15% по п.3.1а, В.В.>

[Андрей Курилов]

выброс камней с Земли при импакте невозможен. Далее АlexAV вкратце изложил, почему именно.

Теоретически - невозможен, да. На практике может быть какая-то неучтёнка и лазейка и камни таки будут вылетать. Но я сам уже высказался о никудышности той под-темы, ибо эксперимент с подрывом 1000-мегатонной термоядерной бомбы на крутом склоне Эвереста провести будет сложно. Т.е. вряд ли нам удастся экспериментально это подтвердить или опровергнуть. Ну или найти метеорит с Венеры.

Есть новое русло темы - возможность "воздушного старта" для микроорганизмов.

[idris]

Ракета с находящимися внутри нее космонавтами превращается в плазму?

Камушек с летящими внутри бактериями превращается в плазму?

В чем разница между камушком и ракетой?



Уверен ответов не будет.

[Андрей Курилов]

Вы так и не ответили, Kweni.

замороженные бактерии, прежде чем попасть в мишень, заметно тормозились в воздухе из–за своего малого размера, так что скорость при ударе была меньше 7,4 км/с.

Насколько? На 3 м/с или на 5?

[vika vorobyeva]

Вика к аргументам прислушалась и, т. о., вероятно, утратила к теме интерес.

Пока не будет экспериментальных данных об ударных столкновениях кусков породы с бактериальными спорами на скоростях 11-15 км/сек, спорить смысла не вижу.
По субъективному ощущению, вероятность занести жизнь с Земли на Марс мала (много меньше 1), но нулю не равна.

[vika vorobyeva]

Ракета с находящимися внутри нее космонавтами превращается в плазму?
Камушек с летящими внутри бактериями превращается в плазму?
В чем разница между камушком и ракетой?

Уверен ответов не будет.

Очень сложно объяснять то, что кажется очевидным, особенно если оппонент упорно не хочет вникнуть в суть.

Пробую еще раз.
При сверхзвуковом движении самолета, ракеты или метеорита В ВОЗДУХЕ ударная волна образуется В ВОЗДУХЕ, а не в корпусе самолета, ракеты или в толще камня. При столкновении самолета, ракеты, метеорита с поверхностью земли на скоростях ~10 км/сек ударная волна образуется В САМОЛЕТЕ, РАКЕТЕ, МЕТЕОРИТЕ с последующим превращением оных тел в плазму.
Соответственно, в первом случае ни с космонавтом, ни с бактерией ничего не происходит. Во втором - они превращаются в мелкие дребезги.

[Андрей Курилов]

При столкновении самолета, ракеты, метеорита с поверхностью земли на скоростях ~10 км/сек ударная волна образуется В САМОЛЕТЕ, РАКЕТЕ, МЕТЕОРИТЕ с последующим превращением оных тел в плазму.

Вот насчёт "превращения оных тел в плазму" я бы поосторожнее выражался. На скоростях 7,4 км/с не происходит даже разрушения макромолекулярных структур (экспериментально). А от этого до ионизации среды ещё как до Луны.
Вот и непонятно получается - одни кричат "Плазма будет, только плазма! только ядерный пепел! адъ и израиль. Ибо по формулам так, и никак иначе!". А эксперимент несогласен. Посему очень и очень даже вероятно, что за пределы Земли могут вылетать целые валуны.

[Andrew Gontchev]

Вот насчёт "превращения оных тел в плазму" я бы поосторожнее выражался. На скоростях 7,4 км/с не происходит даже разрушения макромолекулярных структур (экспериментально).

Да, может быть физическое разрушение объекта в хлам, а может даже и этого не быть, но никакой плазмы там в любом случае и рядом нет.  Более того, сердечник (на 10-15 махов - уже тот самый порядок скоростей, о котором тут речь) пробивает активную броню (которая просто не успевает сдеторировать) как целиковый объект.

[idris]

 

Лежит себе спокойно камушек на вершине холма. В 10 км от холма на землю падает астероид. Камушек сдувается и уносится в небо в космос.

Какая разница между этим камушком и ракетой? Если ракета, которую сдувает в космос вылетающими снизу газами, не превращается в плазму. То почему камушек превратится?

Речь идет о том, жизнь может быть выброшена с Земли в космос при падении на Землю крупных астероидов. Ряд товарищей по необъяснимой причине пытается привязать это к плазмам, скоростям звука и прочим ничего не значащим для камушка вещам. Лежит он себе спокойно, а сбоку или снизу его выкидывает в космос взрывом от астероида. Почему камушек должен превратиться в плазму, абсолютно непонятно.

Насчет того что "оппонент" упорно не хочет вникать в суть, полностью с вами согласен. Только это не только ко мне относится

[Андрей Курилов]

Лежит себе спокойно камушек на вершине холма. В 10 км от холма на землю падает астероид. Камушек сдувается и уносится в небо в космос.

Чем сдувается? К нему придёт ударная волна и преимущественно только она может его разгонять. Конечно, есть ещё процессы абляции излучением, способные создать реактивную силу на камне, но не факт что они играют хоть какую-то роль.

[Andrew Gontchev]

Чем сдувается? К нему придёт ударная волна и преимущественно только она может его разгонять.

Навскидку: метеорит-носитель врезается в поверхность Земли параллельно местному вертикалу, в очень плотный (скальный) грунт. По всем законам "тыловая" часть (которая ближе к космосу) этого метеорита должна принять на себя избыточное давление отраженной ударной волны. И оторваться с некой скоростью  в небо...

А что касается плазмы: взял я 1 кэгэ базальта при градусе = 0 С, разогнал его до 10 кмс и прикинул насколько он нагреется при 100% превращении его кинетической энергии и теплоту. Забавный результат получается

[vika vorobyeva]

Камушек сдувается и уносится в небо в космос.

Вот это утверждение стоит обосновать.

[idris]

Камушки из которых потом собралась Луна сдуло или не сдуло?

Как я понимаю доминирует сейчас теория, что Луна это куски Земли, выбитые с Земли при ударе о нашу планету крупного небесного тела размером с Марс. Так что если такую теорию кто то придумал и кто ее поддерживает, значит камушки могут сдуваться с Земли.

[Андрей Курилов]

Камушки из которых потом собралась Луна сдуло или не сдуло?

Как я понимаю доминирует сейчас теория, что Луна это куски Земли, выбитые с Земли при ударе о нашу планету крупного небесного тела размером с Марс. Так что если такую теорию кто то придумал и кто ее поддерживает, значит камушки могут сдуваться с Земли.

Не аргумент ни разу.

[Golossvyshe]

Вика к аргументам прислушалась и, т. о., вероятно, утратила к теме интерес.

Пока не будет экспериментальных данных об ударных столкновениях кусков породы с бактериальными спорами на скоростях 11-15 км/сек, спорить смысла не вижу.

Ещё раз подчёркиваю - пушечные эксперименты никоим образом не моделируют условий мегаимпакта. И дело тут даже не в скорости - дело во времени.
В капсуле всё заканчивается через доли микросекунды. За столь ничтожный срок молекулы просто не успевают разрушиться.
Для импакта в 1000 000 000 мегатонн тротилового эквивалента плазменный пузырь будет сохраняться минуты. Не пузырь, собственно - огненное кольцо в атмосфере, распространяющееся на тысячи км. Вылетающая в зенит плазма также проходит 120-130 км не мгновенно, за секунды.

p.s. Ну и хотелось бы услышать насчёт следов того импакта.
Аналог Хелласа где? Диаметром порядка 2500 км.
Где ядерный пепел - а его толщи должны составлять от пары км вблизи от кратера до нескольких метров в противоположном полушарии?

[Андрей Курилов]

Для импакта в 1000 000 000 мегатонн тротилового эквивалента плазменный пузырь будет сохраняться минуты. Не пузырь, собственно - огненное кольцо в атмосфере, распространяющееся на тысячи км. Вылетающая в зенит плазма также проходит 120-130 км не мгновенно, за секунды.

p.s. Ну и хотелось бы услышать насчёт следов того импакта.
Аналог Хелласа где? Диаметром порядка 2500 км.

Как вы рассчитали что необходим именно такой импакт с именно такими параметрами?
Оппонентам может быть непонятно, почему вы с них требуете следов импакта с какими-то своими непонятно откуда взятыми параметрами.