Новое исследование, проведенное учеными из Йельского университета, проливает свет на то, как океаны Земли превратились из кислотных и непригодных для жизни водоемов в колыбель первых живых организмов. Исследователи Мэн Го и Джун Коренага выяснили, что этот процесс занял около 500 миллионов лет. Их работа, опубликованная в журнале Nature, не только помогает понять, как зародилась жизнь на нашей планете, но и имеет важные последствия для поиска жизни за ее пределами.
Первые океаны: кислотные и враждебные
Когда Земля сформировалась примерно 4,54 миллиарда лет назад, ее поверхность была крайне нестабильной. Планета подвергалась интенсивной бомбардировке метеоритами, а ее атмосфера была насыщена углекислым газом (CO2) из-за активной вулканической деятельности. Эти условия привели к тому, что первые океаны стали чрезвычайно кислотными, с уровнем pH значительно ниже нейтрального значения 7.
В таких условиях образование сложных органических молекул, необходимых для возникновения жизни, было практически невозможным. Современные океаны, напротив, имеют слегка щелочной pH около 8,1, что поддерживает химический баланс, необходимый для жизни.
Как океаны стали нейтральными?
Чтобы понять, как океаны Земли преодолели кислотность, исследователи из Йельского университета разработали модель, учитывающую различные геологические и атмосферные процессы. Ключевыми факторами стали:
- Выветривание силикатов — процесс, при котором минералы на дне океанов и первых континентов взаимодействовали с водой, постепенно нейтрализуя кислотность.
- Поглощение CO2 океанами — углекислый газ из атмосферы растворялся в воде, что также способствовало снижению кислотности.
Согласно модели, океаны Земли оставались кислотными (с pH около 5) в течение первых 500 миллионов лет после формирования планеты.
Обратите внимание: Объединенные Арабские Эмираты выбрали первых двух космонавтов.
Только около 4 миллиардов лет назад они достигли нейтрального уровня pH, создав условия, подходящие для появления первых живых организмов.Парадокс времени: жизнь появилась раньше?
Однако это открытие ставит перед учеными новый вопрос. Согласно молекулярным часам, первые формы жизни на Земле появились около 4,2 миллиарда лет назад — то есть раньше, чем океаны стали нейтральными. Как это возможно?
Исследователи предлагают несколько объяснений:
- Неточность датировки — молекулярные часы, используемые для определения времени появления жизни, могут быть неточными из-за отсутствия древних окаменелостей.
- Локальные условия — жизнь могла зародиться в специфических условиях, например, в гидротермальных источниках на дне океанов или в изолированных водоемах, где химический состав отличался от общего состояния океанов.
- Ограничения модели — хотя модель, разработанная учеными, является наиболее точной на сегодняшний день, она все еще может быть улучшена. Как отметил доктор Го, моделирование pH древних океанов включает множество сложных параметров, связанных с атмосферой, земной корой и мантией, что оставляет место для неопределенности.
Последствия для поиска внеземной жизни
Это имеет важное значение не только для понимания происхождения жизни на Земле, но и для поиска жизни на других планетах. Если океаны Земли стали пригодными для жизни через 500 миллионов лет, то подобный процесс мог происходить и на других планетах с похожими условиями.
Ученые предполагают, что если на экзопланетах, находящихся в зоне обитаемости своих звезд (где возможно существование жидкой воды), происходят аналогичные химические процессы, то вероятность обнаружения жизни на них значительно возрастает. Это делает такие планеты основными целями для будущих исследований, включая миссии по поиску биосигнатур в атмосферах экзопланет.
Исследование ученых из Йельского университета открывает новые горизонты в понимании того, как океаны Земли превратились из кислотных и безжизненных в среду, благоприятную для зарождения жизни. Это не только углубляет наши знания о происхождении жизни на Земле, но и вдохновляет на поиск жизни за ее пределами. Возможно, в ближайшие десятилетия мы сможем найти ответ на один из самых важных вопросов науки: одиноки ли мы во Вселенной?
Читайте все последние новости природы на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.