Красный дождь в Керале - Red rain in Kerala

Для использования в других целях, см Красный дождь .

Образец дождевой воды (слева) и после осаждения частиц (справа). Высохший осадок (в центре).

Кералы красный дождь явление было в дождь крови событие , которое произошло в Ваянад области Malabar в понедельник, 15 июля 1957 года и цвет впоследствии пожелтели , а также 25 июля по 23 сентября 2001 года, когда сильные ливни красного цвета дождя упали спорадически на южное индийское состояние Кералы , окрашивание одежды розовая. Сообщалось также о желтом, зеленом и черном дожде. О цветном дожде также сообщалось в Керале в 1896 году и несколько раз с тех пор, последний раз в июне 2012 года и с 15 ноября 2012 года по 27 декабря 2012 года в восточных и северо-центральных провинциях Шри-Ланки .

После исследования с помощью световой микроскопии в 2001 году первоначально считалось, что дожди были окрашены осадками от гипотетического взрыва метеора , но исследование, проведенное по заказу правительства Индии, пришло к выводу, что дожди были окрашены спорами, переносимыми по воздуху из местных плодовитых наземных животных. зеленые водоросли из рода Trentepohlia .

Вхождение

Район Коттаям в Керале, где выпало больше всего красных дождей

Цветной дождь в Керале начался 25 июля 2001 года в районах Коттаям и Идукки в южной части штата. Также сообщалось о желтом, зеленом и черном дожде. В течение следующих десяти дней было зарегистрировано гораздо больше случаев красного дождя, а затем с уменьшающейся частотой до конца сентября. По словам местных жителей, первому цветному дождю предшествовали громкий раскат грома и вспышка света, а за ним последовали рощи деревьев, сбрасывающие сморщенные серые «обгоревшие» листья. Примерно в то же время в этом районе также были зарегистрированы сморщенные листья, исчезновение и внезапное образование колодцев . Обычно он падал на небольшие участки, размером не более нескольких квадратных километров, а иногда был настолько локализован, что обычный дождь мог падать всего в нескольких метрах от красного дождя. Красные дожди обычно продолжались менее 20 минут. Каждый миллилитр дождевой воды содержал около 9 миллионов красных частиц. Экстраполируя эти цифры на общее количество выпавших красных дождей, было подсчитано, что на Кералу выпало 50 000 килограммов (110 000 фунтов) красных частиц.

Описание частиц

Коричневато-красное твердое вещество, отделившееся от красного дождя, состояло примерно на 90% из круглых красных частиц, а остальное - из мусора. Частицы во взвешенном состоянии в дождевой воде были ответственны за цвет дождя, который временами был сильно окрашен в красный цвет. Небольшой процент частиц был белым или имел светло-желтый, голубовато-серый и зеленый оттенки. Частицы обычно имели диаметр от 4 до 10 мкм, имели сферическую или овальную форму. Изображения, полученные с помощью электронного микроскопа, показали, что частицы имеют углубленный центр. При еще большем увеличении некоторые частицы показали внутреннюю структуру.

Химический состав

Элементный анализ
Анализ CESS
(%) 		Анализ Луи и Кумара (%)
Al 1.0 0,41
Ca 2,52
C 51.00 49,53
Cl 0,12
ЧАС 4,43
Fe 0,61 0,97
Mg 1,48
N 1,84
О 45,42
K 0,26
п 0,08
Si 7,50 2,85
Na 0,49 0,69
Микрофотография частиц из образца красного дождя

Некоторые пробы воды были доставлены в Центр исследований науки о Земле (CESS) в Индии, где они отделили взвешенные частицы фильтрацией. Было обнаружено, что pH воды составляет около 7 (нейтральный). Электропроводность дождевой воды показали отсутствие каких - либо растворенных солей . Осадок (красные частицы плюс мусор) собирали и анализировали с помощью CESS с использованием комбинации масс-спектрометрии с ионной связью плазмы , атомно-абсорбционной спектрометрии и влажных химических методов. Основные найденные элементы перечислены ниже. Анализ CESS также показал значительные количества тяжелых металлов , включая никель (43 ppm ), марганец (59 ppm), титан (321 ppm), хром (67 ppm) и медь (55 ppm).

Физики Годфри Луис и Сантош Кумар из Университета Махатмы Ганди , Керала, использовали энергодисперсионный рентгеновский спектроскопический анализ красного твердого вещества и показали, что частицы состоят в основном из углерода и кислорода, а также следовых количеств кремния и железа. CHN анализатор показал , содержание 43,03% углерода, 4,43% водорода и 1,84% азота.

Дж. Томас Бренна из Отделения диетологии Корнельского университета провел анализ изотопов углерода и азота с использованием сканирующего электронного микроскопа с рентгеновским микроанализом, элементного анализатора и масс-спектрометра изотопного соотношения (ИК). Красные частицы схлопывались при высыхании, что свидетельствовало о том, что они были заполнены жидкостью. Эти аминокислоты в частицах были проанализированы и семь были идентифицированы (в порядке убывания концентрации): фенилаланина , глутаминовой кислоты / глутамин , серин , аспарагиновая кислота , треонин и аргинина . Результаты соответствовали морскому происхождению или наземному растению, которое использует путь фотосинтеза C4 .

Правительственный отчет

Одиночная спора, просматриваемая в просвечивающий электронный микроскоп , якобы демонстрирует отделившуюся внутреннюю капсулу.

Первоначально Центр исследований Земли (CESS) заявил, что вероятной причиной красного дождя был взорвавшийся метеор, разлетевший около 1000 кг (одну тонну) материала. Несколько дней спустя, после базовой оценки с помощью световой микроскопии , CESS отозвали это, поскольку они заметили, что частицы напоминают споры, и потому что обломки от метеора не продолжали бы падать из стратосферы на ту же область, пока не были затронуты ветром. Поэтому образец был передан в Тропический ботанический сад и научно-исследовательский институт (TBGRI) для микробиологических исследований, где спорам дали возможность расти в среде, подходящей для роста водорослей и грибов. Засеянные чашки Петри и конические колбы инкубировали в течение трех-семи дней, и культуры наблюдали под микроскопом.

В ноябре 2001 г. по заказу Департамента науки и технологий правительства Индии Центр изучения наук о Земле (CESS) и Тропический ботанический сад и научно-исследовательский институт (TBGRI) выпустили совместный отчет, в котором были сделаны следующие выводы:

Был найден цвет , чтобы быть в связи с наличием большого количества спор в лишайнике образующую водоросли , принадлежащие к роду Trentepohlia . Полевая проверка показала, что таких лишайников в регионе достаточно. Образцы лишайников, взятые из района Чанганахерри , при культивировании в среде для выращивания водорослей, также показали присутствие тех же видов водорослей. Оба образца (из дождевой воды и с деревьев) дали один и тот же вид водорослей, что указывает на то, что споры, обнаруженные в дождевой воде, скорее всего, пришли из местных источников.

Трентепохлия накоре Cryptomeria japonica

Это место было снова посещено 16 августа 2001 года, и было обнаружено, что почти все деревья, камни и даже фонарные столбы в регионе были покрыты Trentepohlia, который, по оценкам, в достаточном количестве для образования количества спор, наблюдаемых в дождевой воде. Хотя красный или оранжевый, Trentepohlia - это зеленая хлорофитная водоросль, которая может обильно расти на коре деревьев или на влажной почве и камнях, но также является фотосинтетическим симбионтом или фотобионтом многих лишайников, в том числе некоторых из тех, которые в изобилии растут на деревьях в районе Чанганассери. Ярко-оранжевый цвет водорослей, маскирующий зелень хлорофилла , вызван наличием большого количества оранжевых каротиноидных пигментов. Лишайники не является единым организм, но результат партнерства ( симбиоз ) между грибом и водорослью или цианобактерией.

В отчете также говорилось, что в дождевой воде не было метеорной, вулканической или пустынной пыли и что ее цвет не был обусловлен какими-либо растворенными газами или загрязняющими веществами. В отчете сделан вывод, что сильные дожди в Керале - в недели, предшествовавшие красным дождям - могли вызвать повсеместный рост лишайников, которые привели к появлению большого количества спор в атмосфере. Однако для одновременного высвобождения спор этих лишайников необходимо, чтобы они вступили в репродуктивную фазу примерно в одно и то же время. В отчете CESS отмечается, что, хотя это может быть возможным, это весьма маловероятно. Кроме того, они не смогли найти удовлетворительного объяснения очевидному необычному расселению или явному поглощению спор облаками. Ученые CESS отметили, что «хотя причина цвета дождя установлена, найти ответы на эти вопросы сложно». Пытаясь объяснить необычное распространение и распространение спор, исследователь Ян Годдард предложил несколько местных атмосферных моделей.

Части отчета CESS / TBGRI были поддержаны Милтоном Уэйнрайтом из Университета Шеффилда , который вместе с Чандрой Викрамасингх изучал споры в стратосфере . В марте 2006 года Уэйнрайт сказал, что частицы были похожи по внешнему виду на споры ржавого гриба , позже заявив, что он подтвердил присутствие ДНК и сообщил об их сходстве со спорами водорослей, и не нашел никаких доказательств того, что дождь содержал пыль, песок. , жировые шарики или кровь. В ноябре 2012 года Раджкумар Гангаппа и Стюарт Хогг из Университета Гламоргана , Великобритания, подтвердили, что клетки красного дождя из Кералы содержат ДНК.

В феврале 2015 года группа ученых из Индии и Австрии также поддержала идентификацию спор водорослей как Trentepohlia annulata , однако они предполагают, что споры от инцидента 2011 года были перенесены ветрами из Европы на Индийский субконтинент.

Альтернативные гипотезы

История зафиксировала множество случаев падения необычных объектов с дождем - в 2000 году, в примере с животными , идущими под дождем , небольшой водяной смерч в Северном море поглотил косяк рыб в миле от берега, и вскоре после этого они оказались в Грейт-Ярмуте в США. Королевство. Цветной дождь ни в коем случае не редкость, и его часто можно объяснить переносом по воздуху дождевой пыли из пустыни или других засушливых регионов, которая смывается дождем. «Красные дожди» часто описывались на юге Европы, и в последние годы их количество увеличилось. Один такой случай произошел в Англии в 1903 году, когда пыль была принесена из Сахары и упала с дождем в феврале того же года.

Сначала красный дождь в Керале был связан с тем же эффектом, и первоначально подозреваемой была пыль из пустынь Аравии . Наблюдения с помощью LIDAR обнаружили облако пыли в атмосфере возле Кералы в дни, предшествовавшие началу красного дождя. Однако лабораторные тесты, проведенные всеми участвующими командами, исключили, что частицы были песком пустыни.

К.К. Сасидхаран Пиллаи, старший научный сотрудник Индийского метеорологического департамента, предложил пыль и кислые вещества от извержения вулкана Майон на Филиппинах в качестве объяснения цветного дождя и «сгоревших» листьев. Вулкан извергался в июне и июле 2001 г., и Пиллаи подсчитал, что восточный или экваториальный струйный поток мог перенести вулканический материал в Кералу за 25–36 часов. Экваториальное струйное течение необычно тем, что иногда оно течет с востока на запад примерно на 10 ° с.ш., примерно на той же широте, что и Керала (8 ° с.ш.) и вулкан Майон (13 ° с.ш.). Эта гипотеза также была опровергнута, поскольку частицы не имели ни кислого, ни вулканического происхождения, а были спорами.

Было опубликовано исследование, показывающее корреляцию между историческими сообщениями о цветных дождях и метеоритах; Автор статьи Патрик Маккафферти заявил, что шестьдесят из этих событий (цветной дождь), или 36%, были связаны с метеоритной или кометной активностью. Но не всегда сильно. Иногда кажется, что выпадение красного дождя произошло после взрыва, как от взрыва метеора в воздухе; в других случаях странные осадки просто регистрируются в том же году, что и появление кометы.

Гипотеза панспермии

В 2003 году Годфри Луис и Сантош Кумар физики в Университете Махатмы Ганди в Коттаяме , штат Керала, опубликовал статью под названием «кометной панспермии объясняет красный дождь Кералы» в не- рецензируемых Arxiv веб - сайт. В то время как в отчете CESS говорилось, что не было очевидной связи между громким звуком (возможно, звуковым ударом ) и вспышкой света, которая предшествовала красному дождю, для Луиса и Кумара это было ключевым доказательством. Они предположили, что метеор (от кометы, содержащей красные частицы) вызвал звук и вспышку, а когда он распался над Кералой, он выпустил красные частицы, которые медленно упали на землю. Однако они опустили объяснение того, как обломки метеора продолжали падать в той же области в течение двух месяцев, не подвергаясь воздействию ветра.

Их работа показала, что частицы были биологического происхождения (в соответствии с отчетом CESS), однако они использовали гипотезу панспермии для объяснения присутствия клеток в предполагаемом падении метеорного материала. Кроме того, используя бромид этидия, они не смогли обнаружить ДНК или РНК в частицах. Два месяца спустя они разместили на том же веб-сайте еще одну статью под названием «Новая биология экстремофилов красного дождя доказывает кометную панспермию», в которой они сообщили, что

Микроорганизм, выделенный из красного дождя в Керале, демонстрирует очень необычные характеристики, такие как способность оптимального роста при 300 ° C (572 ° F) и способность метаболизировать широкий спектр органических и неорганических материалов.

Эти утверждения и данные еще предстоит проверить и опубликовать ни в одной рецензируемой публикации. В 2006 году Луис и Кумар опубликовали в журнале Astrophysics and Space Science статью под названием «Феномен красного дождя в Керале и его возможное внеземное происхождение», в которой повторили свои аргументы, что красный дождь был биологическим веществом из внеземного источника, но не упомянули свои предыдущие утверждения. чтобы стимулировать рост клеток. Команда также наблюдала за клетками с помощью фазово-контрастной флуоресцентной микроскопии и пришла к выводу, что: «Показано, что поведение флуоресценции красных клеток замечательно соответствует расширенному красному излучению, наблюдаемому в туманности Красный прямоугольник и других галактических и внегалактических пылевых облаках. , предполагая, хотя и не доказывая, внеземное происхождение ". Один из их выводов заключался в том, что если частицы красного дождя являются биологическими клетками и имеют кометное происхождение, то это явление может быть случаем кометной панспермии .

В августе 2008 года Луис и Кумар снова представили свой случай на конференции по астробиологии. В аннотации к их статье говорится, что

Красные клетки, обнаруженные в красном дожде в Керале, Индия, теперь рассматриваются как возможный случай внеземной формы жизни. Эти клетки могут быстро реплицироваться даже при экстремально высокой температуре 300 ° C. Их также можно выращивать на различных нетрадиционных химических субстратах. Молекулярный состав этих клеток еще предстоит определить.

В сентябре 2010 года аналогичный доклад был представлен на конференции в Калифорнии, США.

Космическое происхождение

Дополнительная информация: Космическое происхождение

Исследователь Чандра Викрамасингх использовал заявление Луиса и Кумара о «внеземном происхождении», чтобы еще раз подтвердить свою гипотезу панспермии, называемую космическим происхождением. Эта гипотеза постулирует, что жизнь не является продуктом сверхъестественного творения и не возникает спонтанно в результате абиогенеза , но что она всегда существовала во Вселенной . Космическое происхождение предполагает, что высшие формы жизни, включая разумную жизнь, в конечном итоге происходят от ранее существовавшей жизни, которая была, по крайней мере, столь же развитой, как и потомки.

Критика

Луис и Кумар впервые опубликовали свое открытие на веб-сайте в 2003 году и с тех пор неоднократно представляли доклады на конференциях и в астрофизических журналах. Спорный вывод Луи и соавт. - единственная гипотеза, предполагающая, что эти организмы имеют внеземное происхождение. Такие сообщения были популярны в средствах массовой информации, при этом крупные информационные агентства, такие как CNN, повторяли теорию панспермии без критики.

Авторы гипотезы - Дж. Луи и Кумар - не объяснили, как обломки метеорита могли продолжать падать на одну и ту же территорию в течение двух месяцев, несмотря на изменения климатических условий и характера ветра за два месяца. Образцы красных частиц также были отправлены на анализ его сотрудникам Милтону Уэйнрайту из Университета Шеффилда и Чандре Викрамасингхе из Кардиффского университета . 29 августа 2010 г. Луи ошибочно сообщил в нерецензируемом онлайн-архиве физики "arxiv.org", что они смогли заставить эти клетки "воспроизводиться" при инкубации насыщенным паром высокого давления при 121 ° C ( автоклавирование ) в течение периода до два часа. Они пришли к выводу, что эти клетки воспроизводятся без ДНК при температурах выше, чем это может сделать любая из известных форм жизни на Земле. Они утверждали, что клетки, однако, не могли воспроизводиться при температурах, подобных известным организмам.

Что касается «отсутствия» ДНК, Луи признает, что у него нет биологической подготовки, и он не сообщал об использовании какой-либо стандартной микробиологической среды для выращивания для культивирования и стимулирования прорастания и роста спор, основывая свое утверждение о «биологическом росте» на свете. измерения поглощения после агрегации сверхкритическими жидкостями , инертное физическое наблюдение. Оба его сотрудника, Викрамасингх и Милтон Уэйнрайт независимо извлекли и подтвердили присутствие ДНК из спор. Отсутствие ДНК было ключом к гипотезе Луи и Кумара о том, что клетки имеют внеземное происхождение.

Единственная заявленная Луи попытка окрасить ДНК спор была с помощью малахитового зеленого , который обычно используется для окрашивания эндоспор бактерий, а не спор водорослей, чья основная функция их клеточной стенки и их непроницаемости заключается в обеспечении собственного выживания в течение периодов. экологического стресса. Поэтому они устойчивы к ультрафиолетовому и гамма-излучению , сушке , лизоциму , температуре, голоданию и химическим дезинфицирующим средствам . Визуализация ДНК спор водорослей под световым микроскопом может быть затруднена из-за непроницаемости высокостойкой стенки спор для красителей и пятен, используемых в обычных процедурах окрашивания. ДНК спор плотно упакована, инкапсулирована и обезвожена, поэтому споры необходимо сначала культивировать в подходящей питательной среде и температуре, чтобы сначала вызвать прорастание , затем рост клеток с последующим размножением перед окрашиванием ДНК.

Другие исследователи отмечали повторяющиеся случаи красных дождей в 1818, 1846, 1872, 1880, 1896 и 1950 годах и несколько раз с тех пор. Совсем недавно над Кералой летом 2001, 2006, 2007, 2008 и 2012 годов выпадали цветные дожди; с 2001 года ботаники каждый раз находят одни и те же споры Trentepohlia . Это подтверждает мнение о том, что красный дождь - это сезонная местная экологическая особенность, вызванная спорами водорослей .

В популярной культуре

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки