Порази меня гром. Ученые рассказали о реальной роли молний в возникновении жизни на Земле
В год ученые наблюдают более 560 млн молний по всему миру. В древние времена это число составляло от 1 до 5 млрд. Столь огромное количество натолкнуло ученых на мысль, что так или иначе частое явление могло сказаться на развитии жизни на Земле. Так было два года назад. Недавно ученые передумали. Рассказываем, почему их выводы резко изменились.
Что ученые думали про молнии раньше
Долгое время считалось, что жизнь на Земле зародилась благодаря метеоритам — они доставили на планету все необходимые элементы. Блуждающие камни содержат особо примечательный объект — шрейберзит — минерал фосфора, который растворяется в воде. Он мог обеспечить нужное количество вещества на Земле.
Почему фосфор? Это один из ключевых ингредиентов, необходимых для жизни, и встречается в молекулах, которые формируют базовые клеточные структуры и мембраны, а также составляют часть ДНК и РНК. Большая часть фосфора на ранней Земле содержалась в нерастворимых минералах, которые не способны на реакцию: это означает, что их нельзя было использовать для создания биомолекул, необходимых для жизни. Однако жизнь зародилась примерно 4,5 млрд лет назад, а в те времена на Землю падало довольно мало метеоритов. Поэтому эту теорию ученые со временем отвергли. Но их внимание привлекли молнии.
Ранняя Земля постоянно страдала от ударов молний, поскольку атмосферу заполнял углекислый газ. СО2 влияет на повышение температуры, которая, в свою очередь, вызывает сильные грозы. В те времена его уровни были повышены. Вдобавок, когда 4,5 млрд лет назад неизвестный объект размером с Марс врезался в Землю, чтобы позже образовалась Луна, столкновение высвободило множество газов изнутри нашей планеты. А это привело к еще большему количеству молний.
Ученые решили, что множество вспышек, которые атаковали Землю 4 млрд лет назад, высвободили количество фосфора, достаточное для создания основы будущей жизни. Молнии создают фосфор в форме, которая способна образовывать важные соединения для возникновения жизни, например, оксиды азота. В итоге ученые постановили, что молнии фиксировали в атмосфере азот.
Но так считалось до сих пор.
Что смутило ученых
В этом году ученые Центра изучения экзопланет Университета Сент-Эндрюс в Шотландии заключили, что роль молний в обеспечении доступности азота для жизни переоценена. Азот, как и фосфор, служит важным элементом для возникновения жизни, поскольку входит в состав биологически активных молекул и ДНК. В атмосфере он содержится почти полностью в виде нереакционного молекулярного азота N2 — то есть недоступен для большинства живых существ.
Чтобы определить роль молний в создании доступных форм этого вещества, ученые провели эксперименты с газами N2/CO2 и N2/O2. Первая смесь демонстрировала атмосферу древней Земли, а вторая — современную. В итоге, несмотря на различия в химическом составе обеих атмосфер, роль молний в фиксации азота оказалась одинаковой. Таким образом, молния не была основным источником азота — микроорганизмы могли преобразовывать газообразный азот в биодоступные формы еще более 3 млрд лет.
Тем не менее новое исследование не отменяет тот факт, что молнии служили и служат отличным источником фосфора. Эта информация поможет в расследовании происхождения отложений различных веществ на других планетах.
