Капли воды, скрывающие тайну: как микромолнии могут изменить наше представление о жизни на Земле

Знали ли вы, что каждая капля воды может стать источником микроскопических молний? Это электрическое явление, как оказалось, могло сыграть ключевую роль в образовании первых строительных блоков жизни на Земле. Исследователи из Стэнфордского университета сделали удивительное открытие: когда капли воды распыляются, они создают "микромолнии", способные преобразовывать простые газы в сложные органические молекулы.

Микромолнии и их влияние на жизнь

В своем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые обнаружили, что распыляемая вода образует капли с противоположными электрическими зарядами. Когда эти капли сближаются, возникают электрические искры, которые могут преобразовывать окружающие газы.

Когда капли воды распылялись в смеси газов, напоминающих раннюю атмосферу Земли (азот, метан, углекислый газ и аммиак), микромолнии приводили к образованию органических молекул, таких как цианистый водород, аминокислота глицин и урацил — ключевой компонент РНК.

Природа микромолний

Это явление происходит повсеместно: в океанских волнах, водопадах и даже во время дождя. В отличие от редких молний, водяные брызги присутствуют на нашей планете повсюду. Это говорит о том, что микромолнии могли существенно повлиять на создание ингредиентов жизни на ранней Земле.

Историческая справка

Интересно, что путь к этому открытию начался с парадокса 19 века. Хотя чистая вода обычно плохо проводит электричество, в 1867 году лорд Кельвин создал устройство, которое генерировало искры между металлическими ведрами, собирающими капли воды. Он заметил, что более мелкие капли несут отрицательные заряды, а более крупные — положительные.

Эксперименты и результаты

Для изучения этого явления ученые разработали сложную установку, способную удерживать и разделять отдельные капли воды, одновременно фиксируя результаты с помощью высокоскоростных камер. Электрическое поле между заряженными каплями оказалось удивительно мощным — более 8 миллиардов вольт на метр.

В ходе экспериментов микромолнии достигали энергии от 12,13 до 12,5 электрон-вольт, что достаточно для ионизации таких элементов, как ксенон. Эти результаты подтвердили, что микромолнии, образующиеся между каплями, действительно способствуют образованию органических соединений.

Новые горизонты в изучении происхождения жизни

Исследование не опровергает существующие теории о происхождении жизни, но предлагает новый механизм пребиотического синтеза молекул, необходимых для жизни. Ричард Заре, один из авторов исследования, отмечает, что микроэлектрические разряды между противоположно заряженными каплями создают все органические молекулы, которые ранее наблюдались в эксперименте Миллера-Юри.

Это открытие может изменить наше понимание о том, как могла зародиться жизнь на Земле. Вода, покрывающая более 70% поверхности нашей планеты, может стать непрерывным источником органических соединений в ранних океанах.

Таким образом, простота этого открытия впечатляет: процесс, который мог помочь создать строительные блоки жизни, происходит в каждой капле дождя, водопаде и волне. Возможно, в обычном плеске воды кроется секрет зарождения жизни.