|
Гидротермальные системы помогли зарождению жизни
|
|
|
|
Понимание того, где и в каких количествах на поверхности Земли существовали необходимые для жизни элементы, помогает объяснить происхождение и эволюцию жизни. Фосфор является одним из таких элементов, составляющих основу ДНК, РНК и клеточных мембран.
|
|
|
|
На поверхности Земли фосфор в основном сохраняется в горных породах в виде фосфатных минералов. Однако эти фосфатные минералы, как правило, нерастворимы. Поэтому ученые долгое время пытались ответить на вопрос о том, при каких условиях фосфор мог концентрироваться на ранней Земле.
|
|
|
|
Теперь исследовательская группа, в которую входят Юя Цукамото и Такеши Какегава из Университета Тохоку, возможно, нашла ответ. Впервые они обнаружили геохимические и минералогические свидетельства того, что подводные гидротермальные изменения, возможно, были важным источником фосфора на ранней Земле. Их результаты опубликованы в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
|
|
|
|
"Мы проанализировали базальтовые породы морского дна возрастом 3,455 миллиарда лет в образцах бурового керна, извлеченных из кратона Пилбара, Западная Австралия, и обнаружили, что фосфор был значительно выщелочен из гидротермально измененных пород по сравнению с наименее измененными породами, а дальнейшие минералогические анализы показали, что фосфатные минералы подверглись растворению в породах, в которых фосфор содержался. это объясняет истощение", - объясняет Цукамото.
|
|
|
|
|
|
|
"Другими словами, эти гидротермальные процессы, возможно, привели к высвобождению фосфора из горных пород в окружающую морскую воду, обогатив ранние океаны этим важным питательным веществом".
|
|
|
|
Команда ученых установила, что это значительное растворение было вызвано двумя типами гидротермальных флюидов: сульфидными и высокотемпературными, а также слабокислыми и щелочными и относительно низкотемпературными флюидами. В частности, последние флюиды характерны для архея, что отражает высокое содержание CO2 в атмосфере того времени.
|
|
|
|
Расчеты показали, что в этих последних жидкостях может содержаться до 2 мм фосфата, что примерно в 1000 раз превышает концентрацию в современной морской воде. Кроме того, расчеты, основанные на аналитических результатах исследования, показали, что годовой поток фосфора из подводных гидротермальных флюидов архейского периода мог быть сопоставим с тем, который поступал в современный океан в результате выветривания материков.
|
|
|
|
"Важно отметить, что это исследование предоставляет прямые доказательства того, что гидротермальная активность подводных лодок вымывала фосфор из базальтовых пород морского дна, и дает количественную оценку потенциального поступления фосфора из этих гидротермальных систем в ранний океан", - добавляет Цукамото.
|
|
|
|
"Наши результаты показывают, что гидротермальные системы могли обеспечивать достаточное количество фосфора на местном уровне для поддержания ранних микробных экосистем. Эти среды, возможно, служили колыбелью ранней жизни и сыграли значительную роль в возникновении и эволюции жизни".
|
|
|
|
Исследование также подчеркивает потенциальное воздействие гидротермальных полей не только на морское дно, но и на наземные объекты, такие как горячие источники. Будущие исследования поведения фосфатов в гидротермально измененных породах с течением времени позволят выявить дальнейшие сдвиги в циклах фосфора на ранней Земле.
|
|
|
|
Источник
|
