Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня мы отправимся в далёкое прошлое нашей планеты, чтобы проследить, как формировался Мировой океан — та самая колыбель, в которой зародилась вся жизнь. Если в предыдущих материалах мы говорили о рождении самой Земли, то теперь погрузимся в историю её древнейшей гидросферы, узнаем, какой она была и почему сыграла решающую роль в появлении живых организмов.
Современный ОкеанПроцесс формирования океана был напрямую связан с остыванием молодой Земли. По мере того как планета теряла внутреннее тепло, магма кристаллизовалась, образуя первую твёрдую кору. Когда температура поверхности наконец опустилась ниже точки кипения воды, водяной пар из плотной первичной атмосферы начал конденсироваться. Так появились первые капли жидкой воды. Учёные полагают, что изначально это были непостоянные, мелкие водоёмы, которые могли испаряться и вновь появляться, пока климат не стабилизировался, позволив воде существовать в жидкой фазе постоянно. Но когда именно это произошло?
Деев Михаил Гаврилович. Фото из свободного источника.Доказательства древнейшей воды
Ответ на этот вопрос дают древнейшие горные породы. Как отмечает кандидат географических наук, старший научный сотрудник МГУ Михаил Гаврилович Деев, самые старые из известных пород, возрастом 4,2–4,0 миллиарда лет, найдены в Западной Австралии. Ключевыми свидетелями стали кристаллы минерала циркона (ZrSiO₄). Их изотопный анализ показал повышенное содержание тяжёлого кислорода-18, что характерно для взаимодействия с жидкой водой. Это стало первым косвенным, но весомым доказательством существования гидросферы в ту эпоху.
Позже были получены и прямые свидетельства. В Гренландии обнаружили горные породы возрастом 3,9–3,8 миллиарда лет, содержащие железистые кварциты явно водного происхождения. Это позволяет отодвинуть дату появления жидкой воды ещё на 200–300 миллионов лет в прошлое. Таким образом, можно уверенно говорить, что гидросфера начала формироваться не позднее 4 миллиардов лет назад. Первые моря заполняли неровности застывшей коры, постепенно сливаясь в единый, но ещё очень мелкий океан, покрывавший почти всю планету. Его настоящая глубина начала увеличиваться лишь с запуском тектонических процессов и появлением первых континентов.
3,2 миллиарда лет назад. Континент Ваальбара - единственный континент на Земле.«Первичный бульон» и химическая лаборатория планеты
Конденсация пара означала не просто появление воды. Это были нескончаемые кислотные ливни невероятной силы. Они вымывали породы, запуская мощные химические реакции. Так сформировался знаменитый «первичный бульон». Атмосфера тогда была насыщена сернистыми и углекислыми газами, а дожди по своей едкости превосходили современную «суперкислоту» — пентафторид сурьмы фтористоводородной (H₂FSbF₅). Такая среда растворяла даже базальты, а такие элементы, как золото или платина, исчезали в ней, словно сахар в чае. Лишь спустя миллионы лет океан стал менее агрессивным, а осадки — не такими кислотными. Химические элементы начали оседать, формируя новые минералы. По сути, всё вокруг нас, включая воздух, воду и даже нас самих, — это сложные минеральные соединения.
Обратите внимание: Подруга никогда не готовит в микроволновке. Говорит, что это не безопасно. Решила узнать, так ли это.
От минералов к молекулам жизни
В этом кипящем химическом котле зародилась жизнь. Но что такое жизнь с научной точки зрения? Это особая форма организации материи, сложная совокупность химических и минеральных соединений, способных к самовоспроизведению и эволюции. Первым шагом на этом пути стала молекула РНК. Прежде чем установилась стабильная комбинация азотистых оснований — урацила (U), аденина (A), цитозина (C) и гуанина (G), — в океане миллионы лет шли «эксперименты»: возникали и распадались различные полисахариды и фосфатные цепочки. В конце концов, появились те самые «кирпичики», которые, соединяясь с молекулой сахара (рибозы) и фосфатом, образовали нуклеотиды — основу РНК.
РНК, однако, была несовершенна для хранения огромных объёмов наследственной информации. Эту роль взяла на себя более стабильная молекула ДНК, став своеобразным «архивом». Таким образом, можно сказать, что сложные минеральные системы научились записывать информацию о себе. Этот взгляд стирает чёткую границу между «неживым» минералом и «живой» материей и даёт геологии право поставить «жирную точку» в вопросе происхождения жизни, предлагая материалистическое объяснение без привлечения гипотез панспермии или креационизма.
Время первых...Выживание в коварной стихии
Главной проблемой для первых органических молекул была сама вода — идеальный растворитель. Чтобы не быть уничтоженными, прото-организмы должны были противостоять ей. Эту задачу решили молекулы фосфата и азотистые основания (например, урацил), которые стабилизировали структуру РНК, удерживая её от распада в агрессивной среде.
Согласно теории мира РНК, первые протоорганизмы представляли собой автокаталитические циклы из рибозимов (молекул РНК, способных к катализу), функционировавшие в ограниченном пространстве. Основоположниками этой концепции являются Френсис Крик, Лесли Орджел и Карл Вёзе. Эти примитивные системы населяли планету ещё задолго до появления последнего универсального общего предка (LUCA) всех современных живых существ, что является темой для отдельного глубокого разговора.
На этом наш экскурс в эпоху юного океана завершён. До новых встреч, друзья!
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Юный Океан. Когда Земля стала Салярисом.