Препятствие для появления жизни на Земле
Ученые давно пытались объяснить ключевое несоответствие в ранней истории Земли: фотосинтез, производящий кислород, развился за сотни миллионов лет до того, как атмосферный кислород начал повышаться во время Великого окислительного процесса. Эта задержка была связана с ограниченным количеством фосфора — питательного вещества, необходимого для жизни, — но конкретные процессы, контролирующие доступность фосфора в богатых железом океанах Земли в архейский период (приблизительно 3,2-2,5 миллиарда лет назад), оставались неясными.
Исследование, проведенное департаментом наук о Земле и планетах Университета Гонконга (HKU), выявило ранее не замеченный процесс, который может объяснить эту длительную задержку. Исследование было проведено в сотрудничестве с Университетом науки и технологий Китая (USTC) и в настоящее время опубликовано в журнале Nature Communications.
Работой руководил профессор ХКУ Гочунь Чжао (Mok Sau-King Professor) в качестве автора-корреспондента, а также почетный профессор Мин Сун и доктор Син Цуй, аспирант и первый автор статьи. Профессор Цзихуа Хао из USTC выступил в качестве соавтора-корреспондента.
Объединив лабораторные эксперименты с моделированием, команда впервые систематически выявляла, что в железистых (богатых Fe2?) океанах ранней Земли обычные филлосиликатные минералы, включая каолинит, монтмориллонитовый, нонтро-нит и лизардит, могли эффективно удерживать растворенный фосфат на своей поверхности. Этот процесс был обусловлен "мостиковым эффектом Fe(II)", когда ионы Fe2? образовывали химические связи между минеральными поверхностями и фосфатом. По мере того как эти минеральные частицы оседали и оседали в донных отложениях, этот механизм удалял необходимый фосфор из морской воды, ограничивая его доступность для поддержания морской жизни.
Фосфор и загадка ранней Земли
Фосфор является важным элементом для жизни и ключевым компонентом клеточных мембран и нуклеиновых кислот. Во многих морских средах его ограниченная доступность ограничивает первичную продуктивность, что делает его круговорот и биодоступность критически важными для понимания совместной эволюции биосферы и геосферных отложений. Хотя взаимодействия между минералами и растворенным фосфатом играют жизненно важную роль в современном круговороте фосфора, оставалось неясным, как эти взаимодействия осуществлялись в условиях совершенно иного химического состава атмосферы и океана ранней Земли, особенно в архейский период.
В бескислородных и кислых условиях выветривания на ранней Земле образование оксидов Fe(III) было минимальным, что ограничивало их роль в качестве "переносчиков фосфора". Однако все большее внимание уделяется глинистым минералам (группа филлосиликатов), которые обладают высокой способностью адсорбировать фосфор и, возможно, служили основной альтернативой для связывания фосфора.
"Поверхностные условия на ранней Земле сильно отличались от современных: океаны содержали более высокие концентрации растворенного железа (II) и кремнезема и почти не содержали сульфатов", - пояснил первый автор статьи доктор Цуй. Высокое содержание кремнезема могло бы составить конкуренцию фосфатам на поверхности минералов, в то время как дефицит кислорода и низкое содержание сульфатов помогали поддерживать железо в его Fe(II) форме.
"То, как эти уникальные химические условия воды повлияли на адсорбцию и перенос фосфора глинистыми минералами, является ключевым элементом головоломки в понимании экологических ограничений на ранних этапах эволюции жизни", - сказал доктор Цуй.
Исследовательская группа смоделировала химический состав воды архейских рек и океанов и систематически исследовала поведение фосфатов при адсорбции на обычных филлосиликатных минералах. Результаты показали, что даже при низких или умеренных концентрациях Fe2?(от 20 мкм до 0,1 мм) адсорбция фосфатов на филлосиликатных поверхностях значительно усиливалась, причем эффект был гораздо сильнее, чем у других двухвалентных катионов, таких как Ca2? и Mg2?. Хотя высокие концентрации растворенного кремнезема в ранних океанах частично препятствовали адсорбции фосфатов, усиливающий эффект Fe(II) оставался доминирующим.
"С помощью молекулярного моделирования мы еще больше раскрыли лежащий в основе этого механизм", - сказал доктор Цуй. "Железо (II) может образовывать стабильные связующие комплексы между поверхностью минерала и фосфат-ионами, существенно повышая эффективность адсорбции. Этот "связующий эффект Fe(II)", вероятно, был широко распространен в ранних водоемах, богатых железом".
Объединив результаты экспериментов с моделированием, команда ученых восстановила новую картину раннего круговорота фосфора на Земле. В период среднего и позднего архея (около 3,2–2,5 миллиардов лет назад), когда возникли континенты и усилилось выветривание, реки доставили в океаны большое количество терригенных обломочных глинистых минералов. В богатых железом реках эти глины могут адсорбировать фосфор за счет связующего эффекта Fe(II) и после быстрого захоронения в прибрежных отложениях выступать в качестве эффективного поглотителя, который удаляет фосфор из морской воды.
В то же время, продолжающееся выветривание морского дна, возможно, обеспечивало питательные вещества, но недавно образовавшиеся филлосиликаты, такие как лизардит и нонтро-нонит, образующиеся при выветривании основной/ультраосновной коры морского дна, также могут эффективно адсорбировать растворенный фосфат с помощью Fe(II), что приводит к его быстрому захоронению и поддержанию низкого уровня биодоступного фосфора в ранних океанах.
"Согласно результатам нашего моделирования методом Монте-Карло, в поздний архейский период поток фосфора, захоронение которого происходило исключительно за счет адсорбции филлосиликатов, мог быть сопоставим с общим поступлением реактивного фосфора из рек в то время", - отметил соавтор исследования профессор Хао. "Это означает, что адсорбция филлосиликата была основным поглотителем фосфора в раннем круговороте на Земле, эффективно удаляя фосфор из толщи океанской воды".
Это постоянное ограничение потребления фосфора, возможно, задержало значительный рост первичной продуктивности морских организмов, частично объясняя, почему Великое окислительное событие (ГЭ) произошло через сотни миллионов лет после появления кислородного фотосинтеза.
Эта работа тесно связывает химию поверхности минералов, геохимию водной среды и биогеохимические циклы. "Это не только углубляет наше понимание экологической и биологической коэволюции ранней Земли, но и обеспечивает аналогичную основу для изучения круговорота питательных веществ и потенциальной обитаемости других планетарных тел, таких как ранний Марс", - сказал профессор Чжао, автор статьи. В восстановительной водной среде, богатой железом, глинистые минералы обычно могут играть ключевую роль в качестве "регуляторов" питательных веществ.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Астероидная пыль оказалась рыхлее

Водородная атмосфере на раскаленной суперземле

Вторжение инопланетян началось в Бразилии

Главой комиссии по НЛО станет астрофизик

Кто первым сможет провести обратное проектирование НЛО

Ледяная тайна недр Урана

Метеорит весом слона вызвал панику в Новой Англии

Мини-Нептуны могут иметь задымленные атмосферы

Молекулярные стекла решают давний парадокс Аррениуса

Надвигающийся кризис в астробиологии

Подводные НЛО управляются нечеловеческим разумом

Поиски Ноева ковчега получили зеленый свет

Признаки магнитной активности экзопланет

Признаков внеземных технологий на 3I-ATLAS не найдено

Россия и Китай ведут гонку за НЛО

Сверхзащищённый бункер с климатическим архивом

Скептик в составе консультативного совета по НЛО

Способность ледяных лун поддерживать жизнь

Трамп создает комиссию по НЛО

Юпитер перенаправил компоненты жизни к Земле

Близкие контакты на острове Уидби

В Солнечной системе не хватает планеты

Звездные перемычки нарушают все правила

Луна и паровая атмосфера создали рецепт жизни

Лунный посадочный модуль прошёл сложное испытание

Луноходы, реголит, роботы. План освоения Луны

Наблюдения метеорита поступают из Делавэра и Монреаля

Насколько тяжёлой может быть нейтронная звезда

Некоторые уфологи недовольны Трампом

Новая группа экспертов по НЛО

Поверхность Цереры гораздо сложнее, чем считалось

Происхождение астероида Камооалева сомнительно

Пролили новый свет на поиски обитаемых миров

Прямое наблюдение формирующейся экзопланеты

Пугающая теория о передовом оружии

Редкий метеорит доказал существование древней планеты

Розеттский камень для загадочных космических сигналов

Странные инциденты происходят по всему миру

Экзопланеты с самым длительным периодом обращения

Являются ли чёрные дыры просто обычными аномалиями

Встреча с НЛО привела к экстрасенсорным сообщениям

Движущиеся валуны долины Смерти

Документы Маджестик-12 подлинные

Инопланетяне не посещали Землю

Китай и Россия провели обратное проектирование НЛО

Конференция по НЛО пройдет недалеко от авиабазы

Космические станции с искусственной гравитацией

Критическое мышление и близкие контакты с НЛО

Люди готовы и требует показать инопланетянина

Мужчина 35 лет охотится на Лох-Несское чудовище

Насколько серьёзно следует относиться к НЛО

Представляют ли подводные НЛО реальную угрозу

Просто покажите инопланетянина

Размышления уфолога Мантла об НЛО

Россия и Китай запускают гонку внеземных вооружений

Становимся ли мы свидетелями конца секретности НЛО

Странные решения портят триллер Спилберга об НЛО

Тайна секретных брифингов по НЛО

Уотергейтский скандал, убийство Кеннеди и тайна НЛО

Что общего у Чарльза Деллшау и Ингерсолла Локвуда

Астрофизик призывает показать инопланетянина

Врата с гигантскими распятиями над Шварцвальдом

Земля могла заразить жизнью подледный океан Европы

История изменившая уфологию

Мечта о полёте к соседним звёздам

Нейроинтерфейс вернули пациенту речь и работу

НЛО десятками летали над СССР

НЛО над СССР, Зимбабве и США

Ноев ковчег наконец-то найден

Ограничения на число разумных цивилизаций

Певица ищет у экстрасенсов ответ о своей связи с НЛО

Расшифровали древнюю табличку с заклинаниями

Солнечная система не проверена на техносигнатуры

Спутник сам обнаружил искомый объект

Тайная сестра Стоунхенджа

Титан признали гигантским складом ресурсов

ФБР расследовало появление летающей картошки

ЦРУ сообщало об НЛО над Сары-Шагане

Череп пропавшей учёной раскрывает новую зацепку

Экзопланета с дождями из рубинов и сапфиров

Белый дом формирует научную группу по изучению НЛО

Добыча кислорода из лунной почвы

Заявления Спилберга о присутствии инопланетян

Как рассмотреть нашу Вселенную

Лаборатория естественной химии у протозвезд

Медицинские системы для Луны и Марса

Министерство обороны скрывает детали об НЛО

Мощный НЛО обнаружен в далекой черной дыре

Наблюдение НЛО в форме гигантской картофелины

Наше представление о календаре майя

Неразгаданные тайны Стоунхенджа

От морского дна до Марса

Сверхмассивные чёрные дыры - крупнейшие колыбели планет

Способ оценки масс новорожденных планет

Стремиться ли к Луне

Суперконтинент сделал из Земли снежный ком

Ученые обновляют план первого контакта

Фильм Спилберга об НЛО основан на достоверных данных

Хронология древних океанов Марса

Черная дыра образовалась раньше своей галактики

Артефакты на фотографии марсохода Кьюриосити

Белый дом опубликовал новые файлы с НЛО

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе

В архивах Ватикана нет записей об НЛО

В куклу вселился призрак собаки

Внутри особняка с привидениями в Денвере

Военные отслеживали антигравитационные технологии

Все cвидетельства путешествий во времени

Инопланетяне уже посещали Землю

НЛО над главным аэропортом Зимбабве

НЛО отслеживается самолетом ВВС США

НЛО пролетел по небу над Индией

Оранжевая сфера повергла рыбака в шок

Пентагон опубликовал 72 новых файла об НЛО

Путешественник во времени времен Второй мировой войны

Режиссер Стивен Спилберг заявляет, что мы не одиноки

Светящийся шар запустил рой загадочных объектов

Существование путешествий во времени

Убедитесь в реальности путешествий во времени

Черный шар засеивает облака дронами

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе на Луне

Где же все черные дыры промежуточной массы

Давно скрытые секреты выходят на свет

Диски, светящиеся шары и картофелина

Древние изменения климата Марса

Замечен всплеск наблюдений красных шаров

Исключение темной энергии из уравнения

Китай и Россия обладают сбитыми НЛО

Конференция по НЛО пройдет в Канаде

Красные карлики пожирают планеты, похожие на Землю

Лунные базы сталкиваются с невидимой угрозой

Новый телескоп может обнаружить 100 000 миров

Окончательная перепись близких звёздных систем

Почему первые галактики прекратили звездообразование

Размытые видеозаписи и никаких фактов

Странное квантовое свойство изолятора будущего

Триллер Стивена Спилберга об НЛО всех покорил

Туристы запечатлели яркий треугольный НЛО

Файлы об НЛО разжигают панику на Земле

Фильм Стивена Спилберга об НЛО бьёт рекорды

Эволюция городской мобильности. Все об электросамокатах

Встреча с инопланетянами в Розуэлле

За кулисами печально известного интервью Груша

Загадочная картофелина над Колорадо

Инопланетный корабль был всего лишь светом

Инопланетян по-прежнему нет

Наблюдения таинственных шаров

Недавно опубликованное досье Пентагона об НЛО

Новое внимание к исчезновению генерал-майора

Новые файлы НЛО могут содержать угрозу безопасности

Последние мгновения перед исчезновением генерала

Правительства скрывают правду об инопланетянах

Прозрачный НЛО искривил пространство

Разоблачитель НЛО заявляет о секретных расходах

Рецензия на фильм Стивена Спилберга

Сообщения о светящихся красных шарах

Странные огни, но мало неопровержимых фактов

США публикуют третью порцию файлов об НЛО

Трамп обнародовал третью порцию файлов об НЛО

Угрожает ли Вере раскрытие НЛО

Шкала сообщений об НЛО, заслуживающих изучения

Большинство американцев верят в НЛО

Вращающиеся диски и светящиеся шары

Время существует не везде

Инопланетяне могут существовать

Инопланетяне на чемпионате мира

Опубликованы новые файлы об НЛО

Официальные лица США приблизились к тайне НЛО

Пентагон опубликовал третью партию файлов об НЛО

Плазменные шары в центре внимания

Появление НЛО над Зимбабве летом 2008 года

Публичное раскрытие администрации Трампа

Пять сообщений правоохранительных органов о НЛО

Светящиеся шары на северо-востоке США

Создали ядерные шаровые молнии в лаборатории

США публикуют третью партию файлов об НЛО

Третья партия файлов об НЛО

Уфологические файлы Пентагона содержат видеозаписи

Фильм, который стоит посмотреть перед Днем раскрытия

Христианство совместимо с концепцией НЛО

Шаровые НЛО над северо-востоком США

Реальные истории, которые легли в основу фильмов ужасов

Артефакт обнаружен на фото марсохода

База инопланетян в районе северного полюса Луны

Восемь инопланетных существ, описанных властями

Грибы на Марсе сделают реголит плодородным

Наверх
Яндекс.Метрика