В рубине, образовавшемся в земной коре 2,5 миллиарда лет назад, заключено свидетельство ранней жизни, извивающейся в грязи планеты. В ловушке драгоценного камня геологи определили остатки формы чистого углерода, называемого графитом, который, по их словам, скорее всего, имеет биологическое происхождение, остатки какого-то древнего микроорганизма со времен до появления на Земле многоклеточной жизни.
«Графит внутри этого рубина действительно уникален. Мы впервые видим доказательства древней жизни в рубиноносных породах», - сказал геолог Крис Якимчук из Университета Ватерлоо в Канаде.
«Присутствие графита также дает нам больше подсказок, чтобы определить, как рубины образовались в этом месте, что невозможно сделать напрямую, исходя из цвета и химического состава рубина».
Рубины представляют собой разновидность минерала корунда - кристаллической формы оксида алюминия. Он формируется под воздействием интенсивного тепла и давления на тектонических границах Земли, где тектоническая субдукция и столкновение создают необходимую среду. Камням, их глубокий окрашивающий оттенок придает наличие элемента хрома - чем больше хрома, тем краснее драгоценный камень.
Как и все минералы, рубины различаются по чистоте и прозрачности. Процессы формирования могут привести к наличию примесей или включений в драгоценных камнях. Это может сделать эти камни непригодными для украшений, но для науки это фантастика.
Например, в алмазе нашли сохранившийся минерал из тысяч километров под землей, который иначе не уцелел бы на поверхности. Поверхностные минералы, обнаруженные в другом алмазе, образовавшемся глубоко под землей, привели к лучшему пониманию того, как тектоническая субдукция может сдвигать поверхностный материал вниз. (Также в другом алмазе был бриллиант, но это просто совсем круто).
Якимчук и его команда стремились лучше понять процессы образования корунда, изучая рубины в Гренландии, где находится одно из старейших известных месторождений этого минерала. При изучении этих образцов было обнаружено включение графита.
Графит может образовываться абиотически, то есть в результате химических и минеральных процессов; однако он также может быть важным биомаркером. Один из способов увидеть разницу - определить изотопы углерода, которые представляет собой формы одного и того же элемента с разным числом нейтронов в ядрах и, следовательно, с разными атомными массами.
Углерод-14, например, является радиоуглеродом, который широко используется для точного датирования физических артефактов; он формируется абиотически в атмосфере Земли. Самый легкий природный изотоп стабильного углерода на Земле - это углерод-12, и именно этот изотоп наиболее широко встречается на Земле и происходит в живых организмах. Изотопная распространённость углерода-12 в природе составляет приблизительно 98,93(8)%.
Команда обнаружила, что графит в рубине представляет собой углерод-12, в количестве, соответствующем органическому происхождению. И поскольку мы знаем возраст драгоценного камня, это позволило исследователям сузить круг его органического происхождения, поскольку жизнь на Земле 2,5 миллиарда лет назад была чрезвычайно ограничена.
«Живое вещество преимущественно и предпочтительно состоит из более легких атомов углерода, потому что требуется меньше энергии для клеточных процессов», - сказал Якимчук.
«Основываясь на увеличенном количестве углерода-12 в этом графите, мы пришли к выводу, что атомы углерода когда-то были древней жизнью, скорее всего, мертвыми микроорганизмами, такими как цианобактерии».
Это также привело к некоторым подсказкам относительно того, как рубины вообще могли образоваться. Корунд не образуется в средах, в которых слишком много кремнезема.
Присутствие графита предполагает наличие жидкости, которая помогла бы вывести диоксид кремния из породы, подготовив среду для образования корунда в первую очередь.
Исследование было опубликовано в журнале Ore Geology Reviews.
Источник: University of Waterloo
