Земля смогла поддерживать жизнь благодаря особым горным породам, которые сейчас исчезли
Возникновение жизни на Земле — это, пожалуй, одно из самых необычных событий, которые когда-либо знала Вселенная. На этой каменистой, огненной массе, ставшей планетой вскоре после своего образования, жизнь зародилась около 3,5 миллиардов лет назад. В отличие от своих теллурических соседей, на Земле в нужное время были созданы очень специфические условия, подходящие для жизни. Геологический год позволил датировать эти удивительные моменты нашей истории, но условия, позволившие Земле стать планетой, способной поддерживать жизнь, до сих пор частично неизвестны. Совместное исследование Йельского университета и Калифорнийского технологического института недавно предложило теорию, в которой особое вымершее размножение взаимодействует с морской водой таким образом, что поглощает большую часть атмосферного углерода и производит биологический материал. Обогащенные пироксеном и магнием, эти породы, как считается, являются ключом к биологическому «гостеприимству» Земли.
4,5 миллиарда лет назад Земля была очень молодой и активной планетой, с расплавленной мантией и поверхностью, почти полностью покрытой магмой. Ее атмосфера была наполнена углекислым газом (более чем в 100 000 раз выше современного уровня), а температура поверхности превышала 204°С. Она не могла поддерживать жизнь и, по мнению экспертов, экстремальные условия очень похожи на те, что сегодня на Венере. Почему Земля могла развиваться по-другому?
Согласно многим геологическим записям, середина Катара (первый геологический век, 4,5-4 миллиарда лет назад) показывает, что поверхностная среда Земли уже напоминает современные условия. Для того чтобы поверхностная среда изменилась с враждебной на благоприятную для жизни, должны быть выполнены очень специфические условия.
Читайте также: Происхождение жизни на Земле: туннельный эффект (из квантовой механики) может быть ключом к разгадке
В отличие от своих соседей, Земля является домом для многих столь же сложных форм жизни. Однако ее происхождение остается загадкой. Многие исследования..
Новое исследование американских ученых, опубликованное в журнале Nature, призвано объяснить и охватить первые 500 миллионов лет существования Земли. «Этот период является самым загадочным в истории Земли, — объясняет Коренага, профессор землеведения и планетологии Йельского университета и соавтор исследования, в пресс-релизе, опубликованном в июне.
Чтобы представить себе возможность существования жизни на нашей планете, враждебном «шаре магмы», американские исследователи предполагают, что большая часть атмосферного углерода должна быть уничтожена очень быстро. «Каким-то образом необходимо было удалить огромное количество атмосферного углерода, — говорит Йошинори Миядзаки, ведущий автор исследования.
Не имея сохранившихся образцов горных районов ранней суши, группа исследователей разработала полную экспериментальную модель для проверки своей теории. Затем они применили точные параметры термодинамики, гидродинамики и физики атмосферы, чтобы смоделировать планетарные условия в середине периода Ката.
Более того, они предположили, что тогда планета была покрыта особыми сортами, которые сегодня уже не существуют. Эти разновидности могут играть важную роль в формировании биологических молекул, особенно путем поглощения избыточного атмосферного углерода с «молодой» Земли. Действительно, они должны были быть обогащены пироксами, потому что они действительно огромны. По внешнему виду они были действительно «темно-зелеными». Они также были очень богаты магнием, концентрация которого редко наблюдается в современных разновидностях. Таким образом, они могли реагировать с CO2 с образованием карбонатов. что является очень эффективным способом связывания атмосферного углерода.
Исследователи также предполагают, что когда расплавленная земля остыла и начала затвердевать, мантия, увлажненная потоком воды, подверглась сильному конвективному движению. Сочетание влажной мантии и очень магнезиального пироксена быстро ускорило процесс высвобождения CO2 из атмосферы. Это произошло всего за 160 миллионов лет (более чем в десять раз быстрее, чем в обычной каменистой мантии).
Эта химически неоднородная мантия была также источником морской раковины, богатой оливином (первым минералом, остывшим и кристаллизовавшимся из магмы), который, реагируя с морской водой, помог образовать серпентинит. В качестве дополнительного бонуса, эти странные сорта с ранней Земли легко вступали в реакцию с морской водой, производя значительный поток водорода. Последний широко необходим для создания биомолекул», — объясняет Коренага.
Такие условия и термохимические реакции в настоящее время можно наблюдать в открытом океане, особенно в затерянных гидротермальных полях Атлантического океана. Производство и генерация водорода и метана в этих местах делает их идеальным местом для изучения происхождения жизни на Земле». По мнению авторов исследования, такие «поля» должны существовать в глобальном масштабе в море Катай. Маус заключает, что. «Наша теория может объяснить не только то, как Земля подходит для жизни, но и почему жизнь зародилась именно здесь».
