Необходимые условия для возникновения жизни (абиогенеза)

[Maki]

Нас пока не интересуют другие планеты. Только Земля, Венера (как аналог) и Марс. Приливы от Солнца - миллиметры. От Луны на скальной кристаллической породе - около 68 см, на тонкой океанической коре с осадками - до метра. Причём это не монотонное поднятие-опускание, а деформация всего земного шара - сжатие-растяжение. Диаметр Земли в момент максимума приливной волны на три метра больше, чем в момент "отлива" (в скальной породе отлив условен). Эти растяжения-сжатия охватывают весь объём земного шара, и как пекарь разминает тесто, удаляя излишние газы, наброженные дрожжами, так и приливной "замес" повышает скорость движения газированных пород в сотни-тысячи раз. До 4см/год.

Венеру (вроде как) ничто не перетряхивало. Но мы видим дегазацию, улгекислотную атмосферу и парниковый эффект.
Если Луна так перетряхивала рыхлую катархейскую Землю - значит дегазация, углекислотная атмосфера, и парниковый эффект должны были случиться ещё раньше.
Если "принудительную дегазацию" Земли произвела мифическая Тейя, и при этом как-то "выбила" излишки газов и воды - тогда всё остаётся в рамках логики. Но, тогда приходится признать неизбежность венеризации всех землеподобных планет, а наш случай считать редким исключением.
 

А вам кристаллической воды в гидратированных минералах мало?

Она в контексте этой темы малоинтересна. В недрах Земли вода была, и есть, и будет. И на Луне она тоже имеется. И на Церере.
Интересна жидкая вода, которая появилась в недрах земли в катархее, в ходе аккреционного разогрева. Пункт №1 имеет несколько "риторический" характер. Конечно же, вода там должна была накапливаться вследствие законов физики. А вот всё остальное - очень пока непонятно. Например - п.8.
Нам известен пример, когда массивная атмосфера Венеры ведёт себя как самостоятельное "космическое тело", и под влиянием гравитации Солнца совершает суперротацию, вроде бы даже влияя на вращение планеты.
Катархейские "грунтовые воды" - это, конечно, нечто более "вязкое", "инертное". Но текучее. Можем ли мы предположить, что этот глобальный "подземный океан" имел какие-то горизонтальные течения, которые могли бы способствовать переносу эволюционирующей органики?

[Dem]

Если, как предполагают, вращение Венеры остановило катастрофическое столкновение - почему не "сдуло" атмосферу?

Именно катастрофического столкновения не нужно. Медленное поглощение обломочного кольца сработает даже лучше, важен только суммарный импульс

[Maki]

Если, как предполагают, вращение Венеры остановило катастрофическое столкновение - почему не "сдуло" атмосферу?

Именно катастрофического столкновения не нужно. Медленное поглощение обломочного кольца сработает даже лучше, важен только суммарный импульс

Вот тут просьба разъяснить поподробнее.
Каким мог бы быть сценарий? Ведь чтобы "забрать" у Венеры вращение - требуется исключительно мощный импульс. Получается, что весьма массивное тело "зацепилось" за гравитацию Венеры, прошло предел Роша, разрушилось и выпало на поверхность, так? А в какой момент Венера могла бы потерять основную часть вращения - при захвате или при выпадении?

[Скеп-тик]

у Венеры вращение - требуется исключительно мощный импульс. Получается, что весьма массивное тело "зацепилось" за гравитацию Венеры, прошло предел Роша, разрушилось и выпало на поверхность, так? А в какой момент Венера могла бы потерять основную часть вращения - при захвате или при выпадении?

Примерно так, только это случилось ещё в период образования Венеры - очень массивное тело, в треть массы тогдашней Венеры, вошло в полость Роша и ФРАГМЕНТИРОВАЛОСЬ на три объекта - лишённый силикатов Меркурий, лишённую железа Луну и кусок, выпавший на праВенеру и остановивший её вращение. Луна улетела, Меркурий остался на орбите и "умертвил" Венеру, постепенно Солнце утащило Меркурий с орбиты Венеры, а Луна, став коорбиталом Земли (за 3,5 млрд лет), 500-600 млн лет назад окончательно пристала к Земле. ИМХО.
Что касается "грунтовых" вод катархея. Разочарую.
Вы когда-нибудь пили воду из деревенского колодца или родника? Много там органики? Сверху плодородный слой, промываемый дождями, кучи коровьего навоза, туалеты типа "сортир" - а под ними, в 3-10 метрах, лишённая биомолекул вода. Причём жизнь в этой воде есть, ибо уже научилась не прилипать к алюмосиликатным и силикатным частицам, а вот органические молекулы пройти сквозь три метра подобного абсорбента не в состоянии.
А теперь представьте, что в колодезную воду до насыщения добавили купоросу и соли - и ждите возникновения жизни...

[Maki]

Примерно так, только это случилось ещё в период образования Венеры - очень массивное тело, в треть массы тогдашней Венеры, вошло в полость Роша и ФРАГМЕНТИРОВАЛОСЬ на три объекта - лишённый силикатов Меркурий, лишённую железа Луну и кусок, выпавший на праВенеру и остановивший её вращение.

Картина грандиозная. Но, откуда, в период образования Венеры, могло взяться столь дифференцированное тело, способное развалиться на Меркурий и Луну?

Что касается "грунтовых" вод катархея. Разочарую.
Вы когда-нибудь пили воду из деревенского колодца или родника? Много там органики? Сверху плодородный слой, промываемый дождями, кучи коровьего навоза, туалеты типа "сортир" - а под ними, в 3-10 метрах, лишённая биомолекул вода. Причём жизнь в этой воде есть, ибо уже научилась не прилипать к алюмосиликатным и силикатным частицам, а вот органические молекулы пройти сквозь три метра подобного абсорбента не в состоянии.
А теперь представьте, что в колодезную воду до насыщения добавили купоросу и соли - и ждите возникновения жизни...

Не разочаровали.
Из нефтесодержащих пластов яринско-каменноложского месторождения, которые находятся глубже моего колодца, добывается приличное количество органики. А границу биосферы сейчас отодвинули вглубь на километры. И всё это безобразие творится в плотных слоистых осадочных породах. Если катархейский грунт был относительно рыхл - он должен был представлять собой систему капилляров. Где насыщение солями и газами и температура воды очень отличались от нонешнего водоносного горизонта.
P.S.
Кстати, очень показателе пример кольской сверхглубокой. На многокилометровых глубинах даже граниты оказались не плотными, а очень рыхлыми, трещиноватыми, и насыщенными водой. Так что подземные катархейские воды списывать в утиль пока рано.

P.P.S.
Оставлю здесь, чтоб не потерялась, ссылку на интересный обзор по дегазации, карбонатному циклу и биомассе. https://cyberleninka.ru/article/v/geologicheskoe-znachenie-zakona-v-i-vernadskogo-o-postoyanstve-biomassy-v-biosfere-zemli

[Dem]

Вот тут просьба разъяснить поподробнее.
Каким мог бы быть сценарий? Ведь чтобы "забрать" у Венеры вращение - требуется исключительно мощный импульс. Получается, что весьма массивное тело "зацепилось" за гравитацию Венеры, прошло предел Роша, разрушилось и выпало на поверхность, так? А в какой момент Венера могла бы потерять основную часть вращения - при захвате или при выпадении?

Примерно так же как с версией импактного образования Луны - только без импакта с выбросом массы планеты, а просто разрушение в момент близкого пролёта с последующим выпадением обломков на поверхность. И объект соответственно сильно легче.

[Maki]

Примерно так же как с версией импактного образования Луны - только без импакта с выбросом массы планеты, а просто разрушение в момент близкого пролёта с последующим выпадением обломков на поверхность. И объект соответственно сильно легче.

Если тело "зецепилось" за Венеру, и вращалось в обратном её вращениию направлении... Тогда приливные силы, вроде бы должны гасить импульс вращения, с последующим разрушением и падением.
Вы такой вариант имеетЕ в виду?

[Maki]

Оставим пока Венеру, и вернёмся к куда лучше изученной Земле.

Предлагаю обсудить гипотезу абиогенеза в водоносных горизонтах катархейской Земли.
Собственно говоря, идея что жизнь возникла под землёй, не нова. Вот мнение учёных из англии и германии. А вот что пишут американские учёные.

Немного почитал про кольскую сверхглубокую. Не буду заваливать ссылками и цитатами. Просто основные факты:
1) Чем ниже - тем более рыхлыми были породы. С ростом глубины именно это мешало бурению, вызывая осыпи в скважине.
2) Давление на глубине 12 км было около 1000 атм.
3) Неожиданно высоким оказался температурный градиент, на 5 км температура была 70 градусов, на 12  - уже 200.
4) Глубинные породы были насыщены газами настолько, что при подъёме с глубины керны рассыпались из-за падения давления.
5) В интервале глубин 9-12 км встретились высокопористые трещиноватые породы, насыщенные подземными сильно минерализованными водами.
6) В этом слое, кстати, ещё и золото нашли в приличной концентрации.
7) Почти половина тепла (это касается именно кольской) было радиогенного происхождения.

Как применить эти сведения к гипотетическому абиогенезу в катархее?
1) Если даже сформированные породы на больших глубинах рыхлые - то недифференцированный материал представлял собой вполне себе "губку" даже на очень больших глубинах.
2) Давление 1000 атмосфер наблюдается и в Марианской впадине, где вполне себе живут бактерии. Возможно, сложная органика могла формироваться при куда более высоком давлении.
3) Если аккреционный и радиационный разогрев были довольно равномерными по всей толще, а поверхность Земли была холодной (слабое молодое солце, жидкая атмосферка) - на глубинах около 10 км температура была вполне приемлемой даже для настоящей микробной жизни.
4) Была еда и строительный материал в виде водорода и углерода, и горячая вода под сверхвысоким давлением была ими вполне себе насыщена.
5) Была возможна активная циркуляция воды и пара как по вериткали, так и по горизонтали.
6) Вода была насыщена не только простыми солями и органикой, но в ней присутствовали и разного рода катализаторы.
7) Не было ультрафиолета и грозовых разрядов - но была радиация, и, время от времени, ударные волны от бомбардировки.

Так что вот какой у нас альтернативный Юри-Миллеру опыт получается:
Ставим на дно Марианской впадины реакционную колонну с имитацией радиоактивного первичного земного грунта ,и организуем циркуляцию в ней горячей воды, насыщенной газами и солями и предполагаемой органикой протопланетного диска. Через год достаём, и смотрим какая новая органика при таких условиях синтезировалась.
По затратам на реализацию - в разы проще и дешевле, чем любой космический зонд.

[Андрей Астрофизический]

Меня в свете этих наблюдений, вот что интересует.
Если взять обычную земную бактерию, живущую где-нибудь на глубине 8 км в кольской сверхглубокой. Извлечь с сохранением окружающих ее условий, доставить на Марс, и закопать в тамошние 12км. Или на Луну, и закопать на 20.
Та бактерия по прибытии, какие-то изменения вообще заметит? Ой не факт. Факт что воды на Марсе полно, и на глубине нескольких км условия земные и марсианские могут быть ну очень похожи. На Луне, полагаю, в глубинных пластах грунта тоже, картина похожая может быть.
Т.е. если жизнь зарождается вот так как вы пишете - она зарождаться может вообще где попало, в любых глубинных пластах какой угодно каменистой планеты, и вовсе даже необязательно атмосферу иметь.

[Maki]

Т.е. если жизнь зарождается вот так как вы пишете - она зарождаться может вообще где попало, в любых глубинных пластах какой угодно каменистой планеты, и вовсе даже необязательно атмосферу иметь.

Совершенно верный вывод. Но надо учесть два сценария:
1) Если в катархее доходит до клеточной жизни - тогда для Луны и Марса всё оптимистично. На планете началась гравитационная переплавка - жизнь выбралась на поверхность, и заселила лужи на свежих базальтах. Первичная атмосфера (которая бывает у всех) начала диссипировать и кора остывать - жизнь, вместе с жидкой водой, ушла обратно в недра.
2) Если же в катархее идёт только химическая эволюция, а для возникновения жизни и метаболизма нужна открытая лужа - тут, боюсь, всё хуже, и доклеточная жизнь может не успеть развиться в клеточную до диссипации атмосферы.
Не очень верится в Луну. Но на Марсе, если Нойская эра действтельно была тёплой и влажной - возможны были оба сценария.
По этому, "держим кулаки" за Экзомарс, и ждём данных по абиогенному метану!

[Скеп-тик]

Предлагаю обсудить гипотезу абиогенеза в водоносных горизонтах катархейской Земли.

Ваши примеры некорректны. Все породы Кольской сверхглубокой формировались на поверхности в присутствии "живого агента". Нефтяные месторождения намертво привязаны к осадочным породам биогенного происхождения.
А что происходит с органическими, даже низкомолекулярными, веществами, показала авария на нефтяной платформе в Мексиканском заливе - выброшенная на пляж нефть абсорбировалась песком до такой степени, что их не в состоянии были одолеть даже штормовые волны. Геологически авария оставила след и на пляже, и на дне. Но химически на поверхности её невозможно было обнаружить уже через 2 года.

[Maki]

Ваши примеры некорректны. Все породы Кольской сверхглубокой формировались на поверхности в присутствии "живого агента". Нефтяные месторождения намертво привязаны к осадочным породам биогенного происхождения.
А что происходит с органическими, даже низкомолекулярными, веществами, показала авария на нефтяной платформе в Мексиканском заливе - выброшенная на пляж нефть абсорбировалась песком до такой степени, что их не в состоянии были одолеть даже штормовые волны. Геологически авария оставила след и на пляже, и на дне. Но химически на поверхности её невозможно было обнаружить уже через 2 года.

Обратите внимание, по каким свойствам я провожу аналогию:

1) Если даже сформированные породы на больших глубинах рыхлые - то недифференцированный материал представлял собой вполне себе "губку" даже на очень больших глубинах.

Сравниваются только капиллярные свойства. Где тут "некорректность"?
А вот ваш пример как раз нехорош. Горячие рассолы с органикой, которые, судя по всему, циркулировали в катархейском грунте - вовсе не система "нефть+кварцевый песок". Ни химически, ни структурно.
Кстати, надо учесть, что геологов, кроме нефти и газа, никакая иная подземная органика не интересовала никогда. И задачи найти "современную имитацию" абиогенеза перед ними никто никогда не ставил. Но, например, в одной русской статье по глубоким подземным водам (ссылка утеряна), отмечено не только присутствие парафинов, но и аминокислот.
P.S.
Хотя, объективности ради, надо признать несовершенство буровых методик. В скважину закачивается буровой раствор, и с ним куча органических загрязнений. Как можно отбирать чистые пробы на глубинах, хотя бы, нескольких километров - даже представить не могу...
 

[Dem]

Если тело "зецепилось" за Венеру, и вращалось в обратном её вращениию направлении... Тогда приливные силы, вроде бы должны гасить импульс вращения, с последующим разрушением и падением.
Вы такой вариант имеетЕ в виду?

Да, примерно. Потеря высоты - разрушение - выпадение кольца на поверхность.
И весь импульс вращения кольца пошёл на торможение вращения

Немного почитал про кольскую сверхглубокую. Не буду заваливать ссылками и цитатами. Просто основные факты:
1) Чем ниже - тем более рыхлыми были породы. С ростом глубины именно это мешало бурению, вызывая осыпи в скважине.
2) Давление на глубине 12 км было около 1000 атм.
3) Неожиданно высоким оказался температурный градиент, на 5 км температура была 70 градусов, на 12  - уже 200.
4) Глубинные породы были насыщены газами настолько, что при подъёме с глубины керны рассыпались из-за падения давления.
5) В интервале глубин 9-12 км встретились высокопористые трещиноватые породы, насыщенные подземными сильно минерализованными водами.
6) В этом слое, кстати, ещё и золото нашли в приличной концентрации.
7) Почти половина тепла (это касается именно кольской) было радиогенного происхождения.

Не совсем верная интерпретация. Начиная где-то с 200 атм оксид кремния начинает ощутимо растворятся в воде - т.е. чем глубже тем больше в породе гидрата. При падении давления и при той температуре вода начинает резко выходить в виде пара, оставляя песок...
Т.е. порода не трещиноватая, а скорей сметаноподобная...

[Maki]

Не совсем верная интерпретация. Начиная где-то с 200 атм оксид кремния начинает ощутимо растворятся в воде - т.е. чем глубже тем больше в породе гидрата.

То есть помимо ионов металлов, глубинные катархейские воды содержали оксид кремния. Какие интересные соединения, полезные для абиогенеза, могли бы образовываться при участии кремния? Кстати, при разогреве и обезвоживании пород, содержащих такие растворы, могло ли образовываться что-то типа силикагеля?
Кстати, а кроме оксида кремния - какие составляющие хондритного вещества могут особым взаимодействовать с водой при давлениях 200-1000 атм, давая что-то, скажем так, любопытное?

При падении давления и при той температуре вода начинает резко выходить в виде пара, оставляя песок...
Т.е. порода не трещиноватая, а скорей сметаноподобная...

Но если из породы вода уже вышла - нас породу уже мало интересует. Нам интересны обводнённые. Вот данные Сорохтина:
Глубина, км   Плотность, г/см3   Температура  К   Давление, кбар   
     0                     3,92                       260                  0   
200                     4,21                     1 147                 82   
Сейчас средняя температура поверхности Земли +15. В катархее, по данным Сорохтина -13.
Получается, в низких широтах, в зависимости от сезона, могли происходить циклы замерзания/оттаивания поверхности, а в высоких была сплошная мерзлота. При этом, на глубинах порядка нескольких километров, температура была уже положительной, а ещё глубже становилось уже горячо, и там шло парообразование и дегазация.
Нам интересен именно хитрый слой меж "Льда и Пламени". Давление там до 1000 атм. Там много воды, температурой от холодной до кипятка. Вода насыщена газами, солями и оксидом кремния, по логике должна активно циркулировать.
Что будет в этом слое? Сметаноподобность, или, таки, трещины?

P.S.
Помимо твёрдой и жидкой фаз, интересует и газообразная. Может ли при таких давлениях и температурах наступать момент, когда жидкость настолько перенасыщена метаном, углекислотой или водородом, что при поднятии её кверху и уменьшении происходит формирование микропузырьков?
 

[Aledr]

Меня тоже интересует данная тема. Думал, у геологов поспрашивать. Пока почитаю-ка эту ветку сперва.

[Maki]

Меня тоже интересует данная тема. Думал, у геологов поспрашивать. Пока почитаю-ка эту ветку сперва.

Одно другому не мешает. Что могли бы представлять собой подземные воды в толще катархейских "хондритов" на глубине 10 км, какие они могли иметь химический состав - вопрос, весьма, скажем так, нетривиальный. В рунете на сей счёт я ничего не находил. Мнение геологов было бы интересно.

[Андрей Астрофизический]

То есть помимо ионов металлов, глубинные катархейские воды содержали оксид кремния. Какие интересные соединения, полезные для абиогенеза, могли бы образовываться при участии кремния?

Я бы из поста выше скорее вывел общее следствие, что при повышении давления может повышаться растворимость в воде очень многих соединений. Т.е. вообще ассортимент вариантов того, что может быть растворено в воде в значимых концентрациях, при повышении давления растет. Уже само это выгодно звучит для абиогенеза...

Но если из породы вода уже вышла - нас породу уже мало интересует.

Что будет в этом слое? Сметаноподобность, или, таки, трещины?

А вы как будто пост выше и не читали. Отдельные фразы повыдирали из контекста без общей картины...
Сформулируйте в чем по вашему разница.

[Maki]

Я бы из поста выше скорее вывел общее следствие, что при повышении давления может повышаться растворимость в воде очень многих соединений. Т.е. вообще ассортимент вариантов того, что может быть растворено в воде в значимых концентрациях, при повышении давления растет. Уже само это выгодно звучит для абиогенеза...

Это звучит очень выгодно. По этому, вопрос я и вынес на обсуждение. Как будут вести себя при таких давлениях органические соединения оставшиеся от протопланетного облака и что будет синтезироваться - отдельный интереснейший вопрос.

А вы как будто пост выше и не читали. Отдельные фразы повыдирали из контекста без общей картины...
Сформулируйте в чем по вашему разница.

Может вы невнимательны, и торопитесь спорить на пустом месте? Объясню понятнее:
Ув. Dem применяет понятие "сметанообразный". Я не представляю себе, как хондритная масса, пропитанная водой и насыщенная газами, может приобрести такую консистенцию. Я задал ему вопрос - подождём комментариев.

[Андрей Астрофизический]

Я не представляю себе, как хондритная масса, пропитанная водой и насыщенная газами, может приобрести такую консистенцию.

Полураствориться - не?
Взгляните на... обычную деревенскую грязную лужу. Где чернозем перемешан с навозом и т.д. У нее консистенция какая? У ее дна/стенок/берегов? Мягкая грязь, где хватает воды, в этой воде растворено все что могло раствориться, а что не могло, составляет мелкодисперсную смесь с этим водным раствором. Как мне представляется, "сметанообразный" означает примерно вот это.
А изменение растворимости при снижении давления, приводит к тому, что вынимая вот эту самую сметанообразную жижу из глубины, на поверхность мы достаем трещиноватый минерал состоящий из нерастворимых (уже, при поверхностном давлении), ингредиентов, но так же богатый водой с тем что в ней все же осталось растворено.

[TabulaRasa]

Мнение геологов было бы интересно

... а также химиков, микробиологов, палеонтологов, и еще десятка смежных дисциплин.

И это уже сделано.
Уважаемый г-н Никитин М. ищет место возникновения жизни на основе справедливого критерия:
максимальное соответствие химического состава внешней среды клеточному составу.
К сожалению, не встретил его книги в свободном доступе. https://www.litmir.me/br/?b=549910&p=16
Но есть лекция
https://www.youtube.com/watch?v=o76vD_u6uNw
---