Могут ли другие растворители, кроме воды, стать основой для жизни?

Жизнь на Земле использует воду (H2O) в качестве универсального растворителя. Она растворяет необходимые молекулы, обеспечивает их взаимодействие и участвует в метаболизме. Однако в космосе существует множество потенциально обитаемых миров, где химия жизни может быть иной. Новое исследование, размещенное на сервере препринтов arXiv, изучает, какие еще распространенные молекулы могли бы выполнять роль растворителя для инопланетной жизни.

Критерии для «растворителя жизни»

Авторы выделили четыре ключевых условия:

  1. Избирательная растворимость — способность растворять одни молекулы, но не все.
  2. Участие в метаболизме.
  3. Совместимость с широким спектром сложных органических молекул.
  4. Стабильность и распространенность на каменистых планетах в течение миллиардов лет.

Из всех известных распространенных растворителей только вода полностью удовлетворяет всем четырем условиям.

Альтернативные кандидаты

  • Аммиак (NH3) — соответствует первым трем критериям, но нестабилен под ультрафиолетовым излучением. Там, где он может сохраняться, обычно присутствует и вода, поэтому он вряд ли станет основным растворителем.
  • Концентрированная серная кислота (H2SO4) — также удовлетворяет трем условиям. Неизвестно лишь, способен ли в ней существовать широкий диапазон органических молекул. Как и вода, она может обеспечивать ионный обмен.
  • Углекислый газ (CO2) — наиболее перспективный кандидат после воды. Он очень распространен (составляет основу атмосферы Венеры и Марса) и в жидком состоянии (на холодных планетах) геологически стабилен и совместим со многими органическими молекулами. Открытым остается вопрос, достаточно ли его растворительных свойств для запуска сложного метаболизма, так как CO2 — очень «мягкий» растворитель.

Выводы и перспективы

Исследование подтверждает уникальную роль воды, но и указывает на возможные альтернативы. На холодных экзопланетах или спутниках, подобных Титану, океаны могут состоять из смеси CO2, NH3, H2O и углеводородов, где разные растворители совместно выполняют функции, которые на Земле берет на себя вода. Химия при криогенных температурах еще мало изучена, поэтому «моря жизни» на других мирах могут оказаться гораздо более экзотичными.