Вопрос о том, как на Земле зародилась жизнь, не даёт покоя учёным уже не одно десятилетие. И хотя гипотез накопилось множество, две загадки остаются камнем преткновения: как простые молекулы умудрились превратиться в сложные, и как ранняя Земля умудрилась сохранить жидкую воду на поверхности, несмотря на тусклое молодое Солнце. Астрофизик NASA Владимир Айрапетян, выступая на недавней конференции Origins 2026 в Париже, предложил неожиданный ответ — возможно, жизнь началась не в тёплом «бульоне», а на холоде.

Парадокс слабого молодого Солнца

Больше четырёх миллиардов лет назад наше Солнце светило на 25–27 процентов слабее, чем сегодня. При таком тусклом светиле Земля, по всем расчётам, должна была превратиться в ледяной шар. Однако геологические данные говорят об обратном: на планете существовала жидкая вода, а значит, и температура была выше нуля. Как это могло быть?

«Я твёрдо верю, что жизнь началась, как только появились энергия и питательные вещества, чтобы создать сложные органические молекулы из более простых», — заявил Айрапетян в интервью Universe Today. Но если вода на поверхности была, то откуда взялась энергия, способная расщепить молекулы азота и запустить химические реакции?

Ответ, по мнению учёного, — солнечные вспышки. Молодые звёзды, включая наше Солнце, отличаются крайне бурным нравом: они испускают супервспышки, сопровождающиеся выбросами корональной массы — миллиардами тонн заряженных частиц, летящих со скоростью несколько тысяч миль в секунду. Эти выбросы создают ударные волны и порождают высокоэнергетические протоны, которые обрушиваются на атмосферу ранней Земли. Сталкиваясь с молекулами азота (N2) и углекислого газа (CO2), они разбивают их на части, давая начало сложной химии.

Почему жизнь не любит кислоту

Вторая проблема — как согреть планету, не убив зарождающуюся жизнь. Традиционное объяснение парадокса слабого молодого Солнца сводится к тому, что в атмосфере было много углекислого газа — мощного парникового газа. Но тут возникает загвоздка: избыток CO2, растворяясь в небольших прудах и озёрах, где, как считается, могла зародиться жизнь, создаёт кислую среду. А для формирования предбиотической химии и жизни нужны щелочные условия.

«Если вы закачаете в атмосферу слишком много углекислого газа, он впитается в маленькие прудики и создаст очень кислые условия, — объясняет Айрапетян. — Но мы знаем, что для жизни нужны щелочные условия, а не кислые».

И здесь на помощь приходит закись азота (N2O). В своих моделях Айрапетян и его коллеги использовали десять процентов экспериментально полученной закиси азота в атмосфере ранней Земли. Оказалось, что этого достаточно, чтобы согреть экваториальный пояс планеты до 2–3 градусов Цельсия. Остальная часть Земли, вероятно, была покрыта льдом — этакий «холодный старт» для жизни.

Такой сценарий имеет ещё одно преимущество: при низких температурах органические молекулы, такие как цианистый водород, не испаряются из небольших озёр, что способствует накоплению и усложнению химических соединений. В тепличных условиях эти летучие вещества быстро улетучились бы, не оставив шансов на образование сложных структур.

Роль бора и рибозы

Щелочная среда — не просто прихоть химиков. Именно в таких условиях стабилизируется рибоза — сахар, необходимый для построения РНК (рибонуклеиновой кислоты). А без РНК не может быть ни стабильных информационных молекул, ни ДНК.

«Бор, который является щелочным элементом, очень важен для стабилизации рибозы, — подчёркивает Айрапетян. — Без рибозы вы не сможете произвести стабильные информационные молекулы РНК и ДНК».

Таким образом, холодная модель не только объясняет, как Земля избежала полного оледенения, но и создаёт условия, благоприятные для ключевых шагов предбиотической эволюции.

В поисках внеземной жизни

Айрапетян признаёт, что мы, возможно, никогда точно не узнаем, как и когда началась жизнь на Земле. Но в ближайшие два десятилетия астробиологи получат в своё распоряжение множество новых наземных и космических телескопов, которые позволят искать биосигнатуры на каменистых планетах у солнцеподобных звёзд.

«Предбиотическая химия где угодно будет выглядеть очень похоже, но как только она продвинется, разойдётся и станет более сложной, мы не можем предсказать, каким путём она пойдёт», — говорит учёный.

Однако он настроен менее оптимистично в отношении красных карликов — самых распространённых звёзд в космосе. Чтобы планета у такой звезды была обитаемой, она должна вращаться по очень короткой орбите. Но красные карлики обычно очень активны: их супервспышки способны регулярно уничтожать любую зарождающуюся или существующую жизнь, срывая атмосферу с планеты.

Что искать?

Сам Айрапетян, по его признанию, на первых порах заинтересован не столько в доказательствах жизни, сколько в поиске предбиотических сигнатур на каменистых экзопланетах. Он предлагает искать спектроскопические следы закиси азота в атмосферах далёких миров. Если такой газ обнаружен, это будет означать, что на планете есть атомарный азот, способный связываться с другими химическими элементами и создавать сложные молекулы.

«Нам нужно искать спектроскопические сигнатуры закиси азота, потому что атмосфера, богатая азотом и углекислым газом, является основной предпосылкой для предбиотической химии», — резюмирует Айрапетян.

Кстати, о том, как искать жизнь на других планетах, мы уже писали в материале о том, как зонд с Венеры ищет жизнь на Земле по одному пикселю. А о том, что даже на Земле жизнь могла зарождаться дважды, читайте в статье о металлах, заменивших ферменты первым клеткам.

Пока же гипотеза «холодного старта» остаётся одной из самых интригующих. Она не только решает парадокс слабого молодого Солнца, но и предлагает конкретный механизм — солнечные вспышки и закись азота — для запуска жизни. И, возможно, именно этот сценарий поможет нам узнать, где ещё во Вселенной могли зажечься первые искры жизни.