Вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле, давно интересовал нас, и новые исследования показывают, что первобытные удары молнии - возможно, в течение миллиарда лет - могли сыграть решающую роль в возникновении жизни на этой планете.
Центральное место в этой идее занимает то, как при ударе о землю молнии создают особые стекляшки, называемые фульгуритами. Фульгуриты содержат фосфор, один из основных ингредиентов для формирования жизни; этот ингредиент часто заперт внутри нерастворимых горных пород.
Исследователи полагают теперь, что ранняя Земля вполне могла пережить достаточно ударов молнии в течение достаточно длительного периода, чтобы высвободить необходимое количество реактивного фосфора для зарождения жизни. Фактически, тот же процесс может происходить и на других планетах.
«Эта работа помогает нам понять, как жизнь могла образоваться на Земле и как она все еще может формироваться на других, похожих на Землю планетах», - говорит ученый-планетолог Бенджамин Хесс из Йельского университета.
«Это делает удары молнии важным путем к зарождению жизни».
Поскольку реактивный фосфор можно найти в растворимом минерале шрейберзите, считается, что метеориты, богатые шрейберзитом, могли быть ответственны за доставку фосфора на нашу планету в пригодном для использования состоянии. Однако считается, что эпоха, когда жизнь только начинала прорастать, не была напряженной с точки зрения попадания метеоритов на Землю.
Используя различные методы спектроскопической визуализации, исследователи обнаружили, что шрейберзит также может быть обнаружен внутри фульгуритовых стекол, когда молния поражает определенные типы богатой глиной почвы.
Затем с помощью компьютерной модели исследователи подсчитали, что на ранней Земле ежегодно происходило бы от 1 до 5 миллиардов вспышек молний (в наше время мы получаем всего 560 миллионов или около того ежегодных вспышек), при этом до 1 миллиарда ударов в землю каждый год.
Раскопки фульгурита в поселении Глен Эллин в США. Фото: Stephen Moshier/Wheaton College
Увеличьте это на миллиард лет или около того, и мы говорим о районе 1 квинтиллиона ударов - и о значительном количестве пригодного для использования фосфора, который затем может помочь образованию ДНК, РНК и других биомолекул, от которых зависит жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.
По словам ученых, на самом деле, количество фосфора, полученного от ударов молнии, могло превышать количество фосфора от ударов метеоритов около 3,5 миллиардов лет назад - примерно в то время, когда, как считается, начали появляться первые основные формы жизни.
Фосфор - лишь одна часть очень точного коктейля химических веществ, которые, по мнению ученых, должны были быть смешаны на ранней Земле, чтобы строительные блоки жизни могли быть созданы в результате последующих реакций.
Более того, в отличие от метеоритов, удары молний были сосредоточены на суше в тропических регионах. Это привело бы к образованию областей с более высоким содержанием фосфора именно там, где другие ингредиенты жизненного коктейля с большей вероятностью будут концентрироваться вместе - в водных источниках на суше, таких как пруды.
Это также химический сигнал, который мы можем искать и в инопланетных мирах - потому что, если фосфор запустил цепную реакцию, которая привела к появлению жизни здесь, на Земле, то такая же последовательность событий может происходить и в другом месте.
«Это представляет собой механизм, не зависящий от потока метеоритов, для непрерывного образования пребиотического реактивного фосфора на планетах земного типа, потенциально способствуя возникновению земной жизни на неопределенный срок», - пишут исследователи в своей статье.
Исследование опубликовано в Nature Communications.
Источники: Science Alert
