Дослідження, здійснювані з початку 1950-х років, поставили під питання лаву положень описаного сценарію. Деякі планетології висловлюють сумніви щодо того, що залізо, зосереджене зараз в земній корі, могло коли-небудь рівномірно розподілятися за всім обсягом планети. Вони схиляються до думки, що аккреція відбувалася нерівномірно і залізо конденсувалося з туманності раніше інших елементів, створюючих нині мантію і кору Землі. Коротше кажучи, останніми роками були проаналізовані різні моделі освіти Землі, з яких одні в більшій, інші у меншій мірі узгоджуються з уявленнями про відновний характер ранньої атмосфери.
Спроби відновити події, що відбувалися на зорі формування Сонячної системи, неминуче зв'язані з безліччю невизначеністю. Проміжок часу між виникненням Землі і утворенням якнайдавніших порід, що піддаються геологічному датуванню, протягом якого протікали хімічні реакції, що привели до появи життя, складає 700 млн. років. Лабораторні досліди показали, що для синтезу компонентів генетичної системи необхідна середа відновного характеру; тому можна сказати, що раз життя на Землі виникло, то це може означати наступне: або примітивна атмосфера мала відновний характер, або органічні сполуки, необхідні для зародження життя, звідкись принесені на Землю. Оскільки навіть сьогодні метеорити приносять на Землю різноманітні органічні речовини, остання можливість не виглядає абсолютно фантастичною. Проте метеорити, мабуть, містять далеко не всі речовини, необхідні для побудови генетичної системи. Хоча речовини метеоритного походження, ймовірно, внесли істотний вклад до спільного фонду органічних сполук на примітивній Землі, в даний час здається найбільш правдоподібним, що умови на самій Землі мали відновний характер в такому ступені, що стало можливим утворення органічної речовини, що привело до виникнення життя.
Температура і тиск. Якщо припущення про те, що життя має бути заснована на хімії вуглецю, правильно, то можна точно встановити граничні умови для будь-якої середи, здатної підтримувати життя. Перш за все температура не повинна перевищувати межі стабільності органічних молекул. Визначити граничну температуру нелегко, але не вимагається точних цифр. Оскільки температурні ефекти і величина тиску взаємозалежні, їх слід розглядувати в сукупності. Прийнявши тиск рівним приблизно 1 атм. (як на поверхні Землі), можна оцінити верхню температурну межу життя, враховуючи, що багато невеликих молекул, з яких побудована генетична система, наприклад амінокислоти, швидко руйнуються при температурі 200-300°С. Виходячи з цього, можна укласти, що області з температурою вище 250°С нежилі. Реальна температурна межа життя майже напевно має бути нижче вказаного, оскільки великі молекули з складною тривимірною структурою, зокрема білки, побудовані з амінокислот, як правило, чутливіші до нагрівання, чим невеликі молекули. Для життя на поверхні Землі верхня температурна межа близька до 100°С, і деякі види бактерій за цих умов можуть виживати в гарячих джерелах. Проте переважна більшість організмів при такій температурі гинуть.
Може показатися дивним, що верхня температурна межа життя близька до точки кипіння води. Чи не обумовлений цей збіг саме тією обставиною, що рідка вода не може існувати при температурі вище за точку свого кипіння (100°С на земній поверхні), а не якимись особливими властивостями найжвавішої матерії?
Багато років тому Томас Д. Брок, фахівець з термофільних бактерій, висловив припущення, що життя може бути виявлена скрізь, де існує рідка вода, незалежно від її температури. Щоб підняти точку кипіння води, потрібно збільшити тиск, як це відбувається, наприклад, в герметичній каструлі-скороварці. Посилене підігрівання примушує воду кипіти швидше, не міняючи її температури. Природні умови, в яких рідка вода існує при температурі вище за її звичайну точку кипіння, виявлені в районах підводної геотермальної активності, де перегріта вода виливається із земних надр під спільною дією атмосферного тиску і тиску шару океанської води. У 1982 р. К.О. Стеттер виявив на глибині до 10 м в зоні геотермальної активності бактерії, для яких оптимальна температура розвитку складала 105°С.
Дійсно, виміри показали, що температура води в цьому місці складала 103°С. Отже, життя можливе і при температурах вище за нормальну точку кипіння води.
Очевидно, бактерії, здатні існувати при температурах біля 100°С, володіють “секретом”, якого позбавлені звичайні організми. Оскільки ці термофільні форми при низьких температурах ростуть погано або взагалі не ростуть, справедливо вважати, що і у звичайних бактерій є власний “секрет". Ключовою властивістю, що визначає можливість виживання при високих температурах, є здатність проводити термостабільні клітинні компоненти, особливо білки, нуклеїнові кислоти і клітинні мембрани. Біля білків звичайних організмів при температурах біля 60°С відбуваються швидкі і необоротні зміни структури, або денатурація. Як приклад можна привести згортання при вариві альбуміну курячого яйця (яєчного “білка”). Білки бактерій, що мешкають в гарячих джерелах, не випробовують таких змін до температури 90°С. Нуклеїнові кислоти також схильні до теплової денатурації. Молекула ДНК при цьому розділяється на дві складові її нитки. Зазвичай це відбувається в інтервалі температур 85-100°С залежно від співвідношення нуклеотидів в молекулі ДНК.
При денатурації руйнується тривимірна структура білків (унікальна для кожного білка), яка необхідна для виконання таких його функцій, як каталіз. Ця структура підтримується цілим набором слабких хімічних зв'язків, в результаті дії яких лінійна послідовність амінокислот, що формує первинну структуру білкової молекули, укладається в особливу, характерну для даного білка конформацію. Що підтримують тривимірну структуру зв'язку утворюються між амінокислотами, розташованими в різних частках білкової молекули. Мутації гена, в якому закладена інформація про послідовність амінокислот, характерну для певного білка, можуть привести до зміни у складі амінокислот, що у свою чергу часто позначається на його термостабільності. Це явище відкриває можливості для еволюції термостабільних білків. Структура молекул, що забезпечує термостабільність нуклеїнових кислот і клітинних мембран бактерій, що мешкають в гарячих джерелах, мабуть, також генетично обумовлена.
Молекули, що знаходяться в розчині, поводяться абсолютно інакше. Взаємодіючи з розчинником, вони часто розпадаються при високій температурі. Спільна назва таких реакцій - сольватація; якщо розчинником служить вода, то реакція називається гідролізом.
Гідроліз - це основний процес, унаслідок якого в природі руйнуються білки, нуклеїнові кислоти і багато інших складних біологічних молекул. Електричні поля, що виникають при сольволітичних реакціях, приводять до зменшення об'єму розчину шляхом електрострикції, тобто скріплення сусідніх молекул розчинника. Тому слід чекати, що високий тиск повинен прискорювати процес сольволізу, і досліди підтверджують це.
Оскільки ми вважаємо, що життєво важливі процеси можуть протікати тільки в розчинах, звідси витікає, що високий тиск не може підняти верхню температурну межу життя, принаймні в таких полярних розчинниках, як вода і аміак. Температура біля 100°С - ймовірно, закономірна межа. Як ми побачимо, це виключає з розгляду як можливі житла багато планет Сонячної системи.
Атмосфера. Наступна умова, необхідна для населеності планети, - наявність атмосфери. Достатньо прості з'єднання легких елементів, які, зазвичай складають основи жвавої матерії, як правило, летючі, тобто в широкому інтервалі температур знаходяться в газоподібному стані. Мабуть, такі з'єднання обов'язково виробляються в процесах обміну речовин біля жвавих організмів, а також при теплових і фотохімічних діях на мертві організми, які супроводяться виділенням газів в атмосферу. Ці гази, найбільш простими прикладами яких на Землі є діоксид вуглецю (вуглекислий газ), пари води і кисень, врешті-решт включаються в кругообіг речовин, який відбувається в жвавій природі. Якби земне тяжіння не могло їх утримувати, то вони випарувалися б в космічний простір, наша планета з часом вичерпала свої “запаси" легких елементів і життя на ній припинилася б. Таким чином, якби на якомусь космічному тілі, гравітаційне поле якого недостатньо сильно, щоб утримувати атмосферу, виникло життя, вона не могла б довго існувати.
Висловлювалося припущення, що життя може існувати під поверхнею таких небесних тіл, як Луна, які мають або дуже розріджену атмосферу, або взагалі позбавлені її. Подібне припущення будується на тому, що гази можуть бути захоплені під поверхневим шаром, який і стає природним місцем існування жвавих організмів. Але оскільки будь-яке місце існування, що виникло під поверхнею планети, позбавлене основного біологічно важливого джерела Енергії-Сонця, таке припущення лише підміняє одну проблему іншою. Життя потребує постійної притоки як речовини, так і енергії, але якщо речовина бере участь в кругообігу (цим обумовлена необхідність атмосфери), то енергія, згідно фундаментальним законам термодинаміки, поводиться інакше. Біосфера здатна функціонувати, поки забезпечується енергією, хоча різні її джерела не рівноцінні. Наприклад, Сонячна система дуже багата тепловою енергією, тепло виробляється в надрах багатьох планет, включаючи Землю. Проте ми не знаємо організмів, які були б здатні використовувати його як джерело енергії для своїх життєвих процесів. Щоб використовувати теплоту як джерело енергії, організм, ймовірно, повинен функціонувати подібно до теплової машини, тобто переносити теплоту з області високої температури (наприклад, від циліндра бензинового двигуна) в область низької температури (до радіатора). При такому процесі частка перенесеної теплоти переходить в роботу. Але щоб До.П.Д. таких теплових машин був достатньо високим, потрібна висока температура “нагрівача", а це негайно створює величезні труднощі для жвавих систем, оскільки породжує безліч додаткових проблем.