Titāna atmosfēras modelēšana
Publicēts: 5.07.2010
Lielākā daļa dzīvo organismu nespēj izmantot stabilo molekulāro slāpekli, bet tikai aktīvi reaģējošus slāpekļa savienojumus. Tādēļ organiskie savienojumi, kuru sastāvā ir slāpeklis, ir svarīgi dzīvībai uz Zemes un, iespējams, arī uz citām planētām, kur pastāv dzīvība.
Zemes atmosfēras sastāvā atrodas ļoti daudz slāpekļa gāzes, bet lielāko daļu slāpekļa savienojumu izveido pašas dzīvības formas. Kā tad ir aizsācies dzīvības cikls, kā aizsākās slāpekļa piesaiste?
Hiroši Imanaka no Arizonas universitātes un SETI institūta uzskata, ka atbildes uz šiem jautājumiem slēpjas Saturna pavadoņa Titāna atmosfērā. Titāns ir otrais debesu ķermenis Saules sistēmā, uz kura ir atmosfēra, kurā ir ļoti daudz slāpekļa.
"Viens no NASA zondes Cassini pārsteidzošākajiem atklājumiem ir lielu un sarežģītu organisko molekulu atradums Titāna augšējā atmosfērā," teica Imanaka.
Tiek uzskatīts, ka oranžo nokrāsu Titāna atmosfērai piešķir ogļūdeņražu kvēpi.
"Pagaidām nav zināms vai tur ir reaģēt spējīgi slāpekļa savienojumi," sacīja Imanaka.
Šādi savienojumi, ja tie nonāk uz pavadoņa virsmas, varētu būt dzīvības priekšteči.
"Ja mums izdotos atklāt nebioloģiskus procesus, kuru rezultātā veidojas šādi savienojumi augšējos atmosfēras slāņos, mums izdotos atklāt noslēpumu, kā dzīvība sāka veidoties uz Zemes," Imanaka ir pārliecināts.
Uz Titānu aizbraukt un izpētīt tā atmosfēru nav tik viegli. Tā vietā nākas veidot modeļus un simulācijas laboratorijas apstākļos. Imanaka izvēlējās sinhotrono gaismu no Berkleja laboratorijas (ALS), ar kura palīdzību tika veidoti spoži ekstrēmā ultravioletā (EUV) un vakuuma ultravioletā (VUV) diapazona stari, kuri, savukārt, tika palaisti cauri Titāna atmosfēras modelim.
Imanaka un viņa kolēģis Marks Smits apstaroja slāpekļa un metāna maisījumu, lai pārliecinātos, vai šādā veidā rodas aktīvi reaģējošas sastāvdaļas, kuri varētu aizsākt ar slāpekļa piesātinātu organisko aerosolu veidošanos atmosfērā.
Jau agrāk ir veikti eksperimenti ar oglekļa un slāpekļa savienojumiem, kādi ir atrodami Zemes stratosfērā. Tomēr nekad nebija pārbaudīts Imakas un Smita izveidotais slāpekļa un metāna maisījums.
Zinātnieki analizēja gāzi ar spektrometru. Viņi tajā atklāja benzolu tādā daudzumā, kāds ir novērojams uz Titāna. Sarežģītus slāpekļa savienojumus atklāt neizdevās.
Ultravioletais starojums bija pārvērtis ievērojamu daļu slāpekļa molekulu par spēcīgi ierosinātiem slāpekļa atomiem. Tiem vajadzētu aktīvi savienoties ar metānu un tā produktiem un veidot aktīvi reaģējošus savienojumus.
Beidzot Imanakam un Smitam izdevās atrast pazudušās molekulas brūnajos nosēdumos, kas cietā veidā bija izgulsnējušies uz vakuuma tvertnes sienām.
"Izmantojot sinhotrono gaismu, mums ir izdevies veikt pirmās eksperimentālās demonstrācijas, kā EUV-VUV starojums modificē slāpekļa molekulas, lai pārvērstu sarežģītas organiskās molekulas," skaidroja Imanaka. "Rūpīgi izpētot gāzi un cietos produktus, mēs atklājām, ka sašķeltais slāpeklis pārsvarā pārvēršas par ļoti reaģētspējīgiem, īslaicīgi pastāvošiem un ar slāpekli bagātinātiem savienojumiem, no kuriem izveidojas cieti nosēdumi."
Vai šis brūnais nosēdums ir daļa no Titāna smoga? Ir lielas cerības, ka zinātniekiem ir izdevies atklāt procesa pirmo soli, ar kuru varētu būt aizsākusies dzīvība uz Titāna, kā arī uz Zemes.
Lawrence Berkeley National Laboratory
Komentāri
Jupis tieši 5.07.2010 domāja šādi:
1. Pirmais teikums: "Lielākā daļa dzīvo organismu nespēj izmantot slāpekli, ja tas ietilpst stabilajās slāpekļa molekulās."2. Benzols, nevis benzēns. Klasiska tulkošanas kļūda.
Redaktors tieši 5.07.2010 domāja šādi:
Cerams, ka būs labāk.