Лава может быть строительным материалом для жизни

Было проведено множество исследований, посвященных происхождению жизни на Земле. В одном из них говорится, что секретный рецепт жизни заключается в сочетании определенных химических ингредиентов. Другой утверждает, что миллиарды лет назад горячие источники могли стать местом зарождения жизни. Даже в Библии есть своя версия того, как была создана Земля! Но кто прав?
Лава может быть строительным материалом для жизни
Unsplash
Зарождение жизни на Земле до сих пор остается загадкой

Новое исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета, предполагает, что ключевые ингредиенты жизни — нитрилы и изонитрилы — могли образоваться из богатых графитом вулканических жерл на новообразованной Земле.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Результаты исследования, опубликованные в журнале Life, представляют собой пошаговый сценарий того, как эти важнейшие соединения могли образоваться в адских условиях молодой планеты.

Новая «вулканическая» теория жизни

извержение вулкана
Unsplash

Ученые полагают, что около 4,3 миллиарда лет назад, в эпоху катархея — самый ранний период в истории Земли, — объект размером с Луну столкнулся с Землей, в результате чего железо вступило в реакцию с водой.

«Что-то размером с Луну столкнулось с ранней Землей, и на ней должно было отложиться большое количество железа и других металлов»
доктор Оливер Шорттл профессор естественной философии Института астрономии и факультета наук о Земле в Кембридже

Эти столкновения привели к кратковременному образованию атмосферы, богатой водородом, что привело к уменьшению содержания углерода в атмосфере. Восстановленный углерод конденсировался в виде густой дымки, которая дождем падала на горячую поверхность и впитывалась в земную кору.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
извержение вулкана
Unsplash

Когда древняя магма просочилась сквозь насыщенную графитом кору, она очистила вулканические газы. В результате были получены значительные количества нитрилов и изонитрилов, необходимых для пребиотической химии.

Нитрилы, такие как цианистый водород (HCN), и изонитрилы, такие как метилизоцианид, являются важными предшественниками для синтеза строительных блоков жизни — нуклеотидов, аминокислот и липидов. 

«Приготовить» нитрилы и изонитрилы в грязной первобытной среде непросто. Вот тут-то и пригодится графит. Когда температура магмы достигает обжигающих 1700 °C, графит вытягивает всю грязь, оставляя после себя обтекаемый коктейль из HCN, цианоацетилена (HC3N), изоцианида водорода (HNC) и другого.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Согласно модели, при таких температурах и давлении, в 100 раз превышающем атмосферное, концентрация HCN может достигать 1%, HC3N — около 1 ppm, а HNC — около 0,01%. Уровень метилизоцианида, по оценкам, находится в пределах 1 промилле.

Проверив эту модель, ученые пришли к выводу, что насыщение графитом, температура выше 1700 °C и высокое давление позволяют получать пребиотические химикаты. «Когда железо вступает в реакцию с водой, образуется туман, который конденсируется и смешивается с земной корой. При нагревании остаются полезные азотсодержащие соединения», — пишут авторы.

Однако при слишком низкой температур большая часть углерода и азота задерживается в графите и газообразном N2. Требуемые сверхвысокие температуры указывают на особые вулканические условия, такие как коматииты — обжигающе горячие лавовые потоки, обнаруженные на ранней Земле более 3,5 миллиардов лет назад.