Кометы вряд ли принесли жизнь на Землю, а Марс был для них куда более лёгкой мишенью

Кометы содержат циановодород, одно из исходных веществ, которые химики, изучающие зарождение жизни, ценят больше всего, причём содержат его в изобилии. Однако новые симуляции бомбардировки молодой Земли показывают, что кометы почти никогда не доставляли его на поверхность в пригодном для использования виде. Более чем в половине смоделированных сценариев этого не сделала ни одна комета.

Этот вывод идёт вразрез с идеей, которой уже больше века: будто дождь из ледяных гостей снабдил раннюю планету строительными блоками жизни. Если результат подтвердится, поиски химического «стартового набора» жизни вернутся к самой Земле, к астероидам или к Марсу, который, согласно тем же моделям, был куда более лёгкой мишенью.

Работа выполнена под руководством Ричарда Энслоу из Института астрономии Кембриджского университета совместно с коллегами из Кембриджа и Эдинбургского университета и опубликована в журнале Scientific Reports. Энслоу говорит: «Исторически учёные считали, что кометы сыграли важную роль в возникновении жизни на Земле, потому что несли молекулы, содержащие углерод и азот. Это довольно романтичная идея, но наши результаты указывают на то, что такой сценарий крайне маловероятен».

Циановодород важен потому, что тройная связь между атомами углерода и азота запасает энергию, способную запускать последующие реакции. В лабораторных экспериментах с ним в концентрации около 10 миллимоль на литр, то есть примерно четверть грамма на литр воды, удалось получить липиды, сахара и строительные блоки РНК и ДНК. В кометах на эту молекулу приходится около 0,1 процента от массы водяного льда, поэтому комета, долетевшая до поверхности целой, теоретически могла бы оставить локальный водоём с концентрацией около 30 миллимоль на литр. Команда рассматривала циановодород как самый благоприятный случай: его прочная связь должна переносить удар лучше, чем более хрупкие молекулы.

100 000 смоделированных историй устроили кометам строгую проверку

В большинстве прежних работ, чтобы оценить, сколько комет упало на раннюю Землю, подсчитывали кратеры на Луне, но эти кратеры, возможно, оставлены в основном астероидами. Авторы взяли частоту столкновений из динамической модели Давида Несворного и его коллег, которая прослеживает судьбу миллиона ледяных тел, родившихся за Нептуном, по мере того как планеты отбрасывают их внутрь Солнечной системы. Небольшие кометы, как правило, разрушаются от собственного вращения, не долетев до внутренней части Солнечной системы, и это сокращало число ударов по Земле примерно в десять раз.

Затем каждой приближающейся комете нужно было пережить прохождение сквозь атмосферу. С помощью программы atmosentry исследователи «провели» кометы через атмосферу давлением в один бар, что равно нынешнему давлению у поверхности и, вероятно, мягче условий ранней Земли. Кометы поперечником меньше примерно 100 метров разрушались в воздушных взрывах на большой высоте, рассеивая свой груз на огромных площадях. Кроме того, атмосфера избирательно уничтожала кометы, входившие под пологими углами, то есть именно те удары, которые достаточно мягки, чтобы пощадить хрупкие молекулы.

Для каждой кометы, достигшей поверхности, отдельная модель рассчитывала, сколько циановодорода переживает жар столкновения на скорости во много километров в секунду. Команда прогнала всю бомбардировку 100 000 раз с шагом в миллион лет, учитывая только попадания на сушу, поскольку циановодород, попавший в море, сразу же разбавляется. Для проверки: суммарная масса смоделированных комет составила около 2,6 × 10¹⁸ килограммов, что согласуется с оценками, основанными на содержании благородных газов в атмосфере Земли.

Цифры почти не оставляют кометам шансов

За время ранней бомбардировки на Землю упало более 100 000 комет поперечником больше 100 метров. И всё же в типичном прогоне не было ни одного удара, который оставил бы на суше хотя бы 10 миллимоль циановодорода на литр. В 54 процентах симуляций этого не сделала ни одна комета. Для успешного попадания требовалась комета крупнее 100 метров, необычно медленная и падающая под пологим углом.

В глобальном масштабе картина не лучше. Весь циановодород, который кометы доставили в целости, около 26,5 триллиона килограммов, при растворении в одном океане дал бы концентрацию примерно 0,75 микромоль на литр. Это более чем в десять тысяч раз слабее лабораторных рецептов и меньше того, что могла бы сама по себе произвести в атмосфере химия, запускаемая солнечным светом.

Против комет играет и время. Если успешное попадание вообще происходило, наиболее вероятная его дата приходится примерно на 4,41 миллиарда лет назад, то есть более чем за 100 миллионов лет до предполагаемого возраста последнего универсального общего предка (LUCA) всего живого, около 4,2 миллиарда лет назад. Менее чем в 5 процентах прогонов такое попадание случилось позже, чем 4,03 миллиарда лет назад, а открытой суши на Земле тогда было очень мало. По словам Энслоу, «это действительно должно было быть событием с шансом один на миллион. Мы не можем с уверенностью исключить, что всё произошло именно так. Но, похоже, это действительно очень редкое событие, в лучшем случае единичная случайность».

Марс был куда более лёгкой мишенью

Если прогнать ту же бомбардировку для соседних планет, расклад переворачивается. Без учёта того, сколько суши было на каждой планете, Марс получил 744 удара, принёсших полезные концентрации циановодорода, против 87 у Земли и 24 у Венеры. Марс меньше и дальше от Солнца, поэтому кометы врезаются в него медленнее, в среднем со скоростью 19,7 километра в секунду, а его разреженная атмосфера пропускает к поверхности почти каждую комету поперечником больше 100 метров. Даже если задать Марсу атмосферу в один бар, число таких ударов остаётся на уровне 448. Плотная атмосфера Венеры уничтожает почти все кометы размером меньше двух километров.

Энслоу подчёркивает: «Конечно, это не значит, что это наверняка произошло на Марсе, но это указывает на то, что вряд ли это могло случиться на Земле и не случиться на Марсе. Или другой, возможно более вероятный, вариант: этого не произошло ни на одной из планет».

Симуляции оставляют открытыми несколько вопросов

Это модель одной молекулы и одного пути доставки. Сесар Менор-Сальван, астробиолог из Университета Алькалы (Испания), к работе отношения не имеет. В комментарии для испанского Science Media Centre Менор-Сальван отмечает, что статья «не доказывает, а вычисляет», что доставка концентрированного циановодорода в целости маловероятна. Менор-Сальван также указывает, что удары могут создавать гидротермальные системы, где химия продолжается, а исследование не учитывает, как циановодород может накапливаться в минералах. Авторы признают, что хранение в виде железоцианидных солей возможно, но утверждают, что оно лишило бы кометы их главного преимущества, готовой концентрированной дозы.

Ряд исходных параметров по-прежнему известен плохо: давление ранней атмосферы, сколько суши возвышалось над морем и насколько вероятно, что химия перейдёт черту, за которой начинается жизнь. Авторы выбрали каждый из них в пользу комет и утверждают, что всё равно переоценивают выживание циановодорода, поскольку их модель удара не учитывает пористость и прочность реальных комет. Кроме того, исследование охватывает только короткопериодические кометы; долгопериодические падают быстрее, а значит, молекуле выжить было бы ещё труднее.

Работа не утверждает и того, что кометы ничего не принесли: в ней не рассматриваются вода и множество других соединений, которые несут кометы, а единичный удачный, медленный, скользящий удар исключить нельзя. Гордон Осински, планетный геолог из Университета Западного Онтарио (Канада), в исследовании не участвует. В разговоре с изданием Science News Осински говорит, что работа «определённо заставит людей дважды подумать, прежде чем считать кометы источником органики на Земле».

Альтернативы ближе к дому. Астероиды падали на раннюю Землю гораздо чаще комет, богатые углеродом метеориты, называемые углистыми хондритами, несут органическое вещество, а циановодород может образовываться в атмосфере и выпадать с дождём на открытую сушу, медленно и стабильно пополняя запасы. Вулканы и гидротермальные источники дают и другие варианты.

Что нужно знать о кометах и зарождении жизни

Правда ли, что кометы принесли на Землю ингредиенты жизни?

Согласно этому исследованию, вероятно, не в сколько-нибудь полезном количестве. В 54 процентах из 100 000 смоделированных историй ранней Земли не было ни одного удара кометы, оставившего концентрированный циановодород на суше, а в типичном прогоне таких ударов не было вовсе.

Почему циановодород так важен для происхождения жизни?

Его богатая энергией тройная связь может запускать реакции, в ходе которых строятся более сложные молекулы. В лабораторных экспериментах с циановодородом в концентрации около 10 миллимоль на литр получены липиды, сахара и строительные блоки РНК и ДНК.

Могли ли кометы доставить ингредиенты жизни на Марс?

Легче, чем на Землю: в симуляциях Марс получил 744 таких удара против 87 у Земли, потому что кометы врезаются в Марс медленнее, а его разреженная атмосфера их пропускает. Ведущий автор исследования подчёркивает, что это ещё не значит, что так и было на Марсе.

Следующий шаг: искать системы, где кометы «отскакивают» от планет

Статья опубликована 28 октября 2026 года. В 2023 году Энслоу и несколько соавторов предположили, что в тесных планетных системах кометы могут замедляться, «отскакивая» от одной планеты к другой. Команда предлагает будущим телескопам, например проектируемой обсерватории Habitable Worlds Observatory, искать системы, где такое возможно. Осински надеется, что другие исследователи воспроизведут результат и проведут аналогичную проверку для углистых хондритов. А для самой Земли поиски возвращаются к источникам на её собственной поверхности.

Источник: Anslow et al., «Cometary impacts an unlikely pathway towards the origins of life on Earth,» Scientific Reports, 2026. DOI: 10.1038/s41598-026-74214-y

Теги: астрономия, Mars, University of Cambridge, кометы, происхождение жизни, циановодород