Учёные Дальневосточного отделения РАН вернулись во Владивосток из экспедиции в Охотском море на научно-исследовательском судне «Академик Лаврентьев», в ходе которой были обнаружены уникальные глубоководные сообщества морских организмов в районах метановых выбросов, сообщил РИА Новости начальник экспедиции, замдиректора по научной работе Института биологии моря ДВО РАН Виктор Ивин.

По его словам, до недавнего времени считалось, что жизнь на нашей планете связана исключительно с солнечной энергией. Однако в 70-х годах прошлого века были найдены сообщества хемосинтезирующих морских организмов, не зависящих от солнечного света, а получающих энергию за счёт определённых химических соединений – метана, сероводорода и других. Исследование именно таких сообществ было целью экспедиции.

«В котловине Дерюгина в северной части Охотского моря на глубине свыше полутора километра обнаружены «оазисы» жизни, образованные в местах высачивания метана. С помощью подводного робота с фото-, видеокамерами и гидравлическими манипуляторами мы обнаружили и собрали множество уникальных морских организмов, за многими из которых впервые были проведены наблюдения в их естественной среде обитания», – сказал Ивин.

Кроме того, океанологи нашли несколько массовых поселений глубоководных кораллов, которые до сих пор считались редкими для Охотского моря. Также учёные исследовали окрестности глубоководного газового источника у острова Парамушир, где на относительно небольшой глубине (около 780 метров) был обнаружен разлом земной коры, из которого бьёт «факел» – столб пузырьков метана высотой около 650 метров.

«Возле подводного источника на поверхности грунта обнаружены многочисленные выходы газовых гидратов – кристаллизованного метана, который, по мнению многих специалистов, станет топливом будущего. Единственный раз исследования жизни в районе этого источника проходили 27 лет назад с использованием глубоководных обитаемых аппаратов «Пайсис». Нам удалось уточнить координаты «факела» и определить размер его основания», – уточнил Ивин.

Источник: Научная Россия

   Раннюю жизнь на Земле от ультрафиолетовых лучей защищал метан.                                

Раннюю жизнь на Земле от ультрафиолетовых лучей защищал метан Наша планета в юности была вовсе не голубой, как сейчас. Из космоса она, очевидно, была очень похожа на нынешний Титан, второй по размерам спутник нашей Солнечной системы и крупнейший спутник Сатурна. Землю окутывала плотная дымка красноватого оттенка, через которую было трудно что-либо разглядеть; а океан благодаря растворенному в воде железу был зеленого цвета.

Именно такой, пишет журнал Science, была Земля в своей юности. Согласно результатам нового исследования ученых университета Колорадо, несколько миллиардов лет назад ее окружала густая дымка. Эта дымка, как щит, защищала ранние формы жизни от губительного воздействия ультрафиолетового излучения.

Дымка в основном состояла из соединений метана и азота, образовавшихся в результате реакции этих газов со светом. Этот щит не только защищал Землю от ультрафиолета, но и позволял скапливаться таким газам, как аммиак. Это способствовало возникновению парникового эффекта и, возможно, уберегло планету от полного замерзания.

Углеводородные аэрозоли, главный компонент дымки, блокировали ультрафиолетовые лучи, но пропускали к Земле видимый свет.

До этого исследования наиболее распространенной считалась теория, согласно которой атмосфера нашей планеты примерно 3 млрд лет назад состояла из азота с небольшими вкраплениями двуокиси углерода, метана, водорода и водяных паров.

Климатические модели утверждают, что одной двуокиси углерода в атмосфере юной Земли было слишком мало для того, чтобы ее согреть, поэтому в ней должны были присутствовать и другие парниковые газы. Главным и наиболее логичным кандидатом является метан, который могли производить ранние формы жизни.

Считается, что в архейский эон (3,8--2,6 млрд лет назад) на Землю попадало на 20--30% меньше солнечной энергии, чем сейчас. С другой стороны, имеются как геологические, так и биологические свидетельства того, что температура поверхности планеты в те давние времена была такой же высокой или даже еще выше, чем сейчас.

Колорадские ученые воспользовались компьютерами Национального центра атмосферных исследований США для моделирования возникновения дымки над Титаном. Титан, на котором не так давно обнаружили возможность существования примитивных форм жизни, попал под пристальное внимание астрономов в 2004 году, когда к Сатурну подлетела космическая обсерватория «Кассини». Благодаря собранной ею информации стало ясно, что Титан является единственным спутником в нашей Солнечной системе, который обладает и плотной атмосферой, и жидкостью на поверхности.

Ученые из университета Колорадо пришли к выводу, что дымка Земли миллиарды лет назад была похожа на плотную атмосферу современного Титана.

В архее в атмосфере Земли озонового слоя, защищающего на ней все живое, еще не было. Ученые из Колорадо полагают, что в архейском эоне в атмосфере Земли ежегодно появлялось приблизительно 100 млн тонн дымки. Ключевым компонентом этой системы был метан, который не только защищал Землю от ультрафиолета, но и защищал находившиеся под ним атмосферные газы, включая такой сильный парниковый газ, как аммиак. Это и помогло нашей планете не замерзнуть.

Сейчас перед учеными стоит задача -- выяснить, откуда метан появился в таких количествах. Если его не производили ранние формы жизни, то он мог появиться вследствие извержений вулканов.

Новое исследование ученых университета Колорадо, очевидно, вновь вызовет интерес к сенсационному эксперименту Стэнли Миллера и Гарольда Урея почти 60-летней давности, которые соединили в пробирке метан с аммиаком, азотом и водой, пропустили через раствор ток, имитируя действие молнии или сильной ультрафиолетовой радиации, и получили маленькую лужицу аминокислот -- кирпичиков жизни.

Теория о том, что Земля в первые годы своего существования была накрыта газообразным облаком из метана и аммиака, родилась в 60-е годы прошлого века, но со временем была отвергнута. В 70--80 годы считалось, что атмосфера юной планеты напоминала атмосферу Марса и Венеры с их высоким уровнем СО₂. Однако и эта теория оказалась несостоятельной. Так как богатая двуокисью углерода атмосфера с большим трудом производила органические молекулы, ученые в попытках объяснения жизни начали исследовать подводные вулканические впадины и астероиды.

Источник: ВРЕМЯ НОВОСТЕЙ

Титан — это один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Уже давно ученые выдвигают предположения о том, что на этом спутнике Сатурна, возможно, существует примитивная жизнь. Недавнее открытие американскими астрономами перистых облаков в атмосфере Титана навело на мысль, что его атмосфера чем-то похожа на ту, которой обладала молодая Земля.

Спутник Сатурна - ТитанСпециалистам из Центра космических полетов Годдарда и Мэрилендского университета удалось обнаружить в атмосфере Титана облака, подобные перистым, которые иногда наблюдают в верхних слоях земной атмосферы. Открытие послужило толчком к уже не раз выдвигавшимся предположениям по поводу существования органической жизни на этом спутнике Сатурна.

Титан — это один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Он является вторым по величине после Ганимеда и самым крупным из спутников Сатурна — его вес в 20 раз превышает вес всех остальных спутников, вместе взятых. Диаметр Титана составляет 5150 километров, радиус его орбиты — 1,222 миллионов километров, а плотность — 1880 кг/м³. Спутник был открыт в 1655 году Х. Гюйгенсом.

По своему строению Титан напоминает спутники планеты Юпитер — Ганимед и Каллисто: у него имеются плотное ядро, состоящее из скальных пород, и ледяная мантия, состоящая из замерзшей воды и гидрата метана. Но, в отличие от своих "юпитерианских" собратьев, он еще и обладает мощной атмосферой: его окутывают аэрозольная дымка и облака. Из-за этого поверхность Титана нельзя наблюдать при помощи обычной оптики. Поверхность спутника имеет красно-коричневый цвет и может меняться в зависимости от сезона.

В 1944 году в атмосфере Титана обнаружили метан, а еще спустя 30 лет — молекулярный водород. Ученые выдвинули гипотезу, что этот водород является продуктом фотолиза метана и аммиака. Но при таких реакциях должны были образоваться и азотноводородные соединения. В таком случае в атмосфере должен был присутствовать парниковый эффект!

Но в 1979 году радиометрические измерения в тепловом инфракрасном диапазоне показали, что никакого парникового эффекта нет и в помине, напротив, поверхность Титана даже холоднее его атмосферы. Однако основным элементом в ней все-таки оказался азот — его содержание в атмосфере составляло примерно 85 процентов. Около 12 процентов составлял аргон, и менее трех процентов приходилось на долю метана. Кроме того, в "воздухе" Титана содержались небольшие количества этана, пропана, ацетилена, этилена, кислорода, водорода и других летучих газов.

Согласно расчетам специалистов, микробы на Титане могут дышать водородом и питаться ацетиленом, этаном и толинами, которые содержатся в верхних слоях атмосферы. В результате обмена веществ образуется метан.

Концентрация водорода вблизи поверхности планеты гораздо выше, чем в толще атмосферы, а содержание ацетилена ниже, что может указывать на наличие жизнедеятельности бактерий.

В 1997 году к Сатурну была отправлена автоматическая межпланетная станция "Кассини". В июле 2004 года станция достигла орбиты Сатурна, а в январе 2005 года на поверхность Титана приземлился исследовательский зонд "Гюйгенс" Европейского космического агентства. Он помог собрать более точные данные о характеристиках спутника.

Так, оказалось, что атмосфера Титана очень плотная и имеет красно-оранжевую окраску. Подобный окрас, как предполагают исследователи, спутнику придает вещество, образующееся путем сложных химических реакций на основе смешивания азота и метана. Эта пленка с отражательными свойствами была позднее синтезирована в лабораторных условиях и получила название "солин" ("грязь").

Фотографии озер на ТитанеКроме того, ранее предполагалось, что на поверхности Титана, возможно, существуют болота, состоящие из жидкого азота, с островами из замерзшего метана и силикатов. Хотя температура верхних слоев атмосферы Титана близка к 150 К, а температура поверхности к 94 К, что способствует конденсации азота, говорить об азотных "озерах" и "болотах" оказалось преувеличением. Вот дожди из жидкого метана здесь вполне реальны.

Что же касается океана, скрытого в недрах Титана, то аппаратура показала, что наиболее распространенный углеводород здесь — это этан, и подземный океан, если он вообще существует, может состоять на 70 процентов из этана, на 25 — из метана и на пять процентов из азота. Глубина его может достигать одного километра, а под океаном должен находиться слой жидкого ацетилена глубиной до 300 метров.

Последние открытия подтверждают, что атмосфера Титана подобна атмосфере ранней Земли. Поэтому теоретически жизнь на крупнейшем спутнике Сатурна могла существовать. Но лишь теоретически.

В природе метан образуется из органических остатков в условиях отсутствия кислорода. И если бы не архебактерии, которые его окисляют, живым существам на Земле пришлось бы туго: метан намного более сильный парниковый газ, чем CO₂, и глобальное потепление он устроил бы нам в куда более сжатые сроки.

Колония метанокисляющих архей и сульфатредуцирующих бактерий, выглядящих как белые нити (фото Kai-Uwe Hinrichs / MARUM)Естественно, учёных интересует, что археи делают с метаном. Считалось, что этот газ служит микроорганизмам одновременно и источником энергии, и поставщиком углерода. То есть постулировалось, что метанокисляющие археи — типичные гетеротрофы, которые строят свою органику не из неорганического углекислого газа, как, например, растения, а из органических молекул метана, пусть и довольно простых.

Около десяти лет назад учёные из Института микробиологии моря Общества Макса Планка иУниверситета Бремена (оба — ФРГ) начали исследования термофильных метанокисляющих бактерий, которые живут на глубине более двух тысяч метров вблизи берегов Мексики в содружестве с сульфатредуцирующими бактериями. И им удалось выяснить странную вещь: эти бактерии оказались автотрофами, то есть они использовали для построения собственной органики не метан, а углекислый газ. Выяснить это удалось с помощью радиоактивно меченых молекул того и другого: метан шёл чисто на добычу энергии, а в синтезируемых биомолекулах оставался радиоактивный изотоп из CO₂. 

С экологической точки зрения это равносильно тому, как если бы вдруг оказалось, что львам нужно время от времени выходить на солнце для фотосинтеза. Впрочем, бактерии и археи часто бывают очень неординарны по своим экологическим и молекулярно-биохимическим повадкам, поэтому совсем не приходится удивляться тому, что археи пренебрегают таким очевидным ресурсом для биосинтеза, как метан, и используют вместо него углекислый газ. Так или иначе, они в этом смысле оказывают двойную пользу, избавляя океан и атмосферу сразу от двух парниковых газов.

Результаты исследований опубликованы в журнале PNAS.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА