Химический состав древней Земли помогает в поисках жизни на инопланетных мирах

Фото из открытых источников

Земля — единственный дом, который мы знаем, но не всегда мы могли на ней жить. Кислород, от которого мы зависим с каждым вдохом, практически отсутствовал на Земле, когда она формировалась около 4,5 миллиардов лет назад. Лишь около 2,4 миллиардов лет назад, когда нашей планете было почти вдвое меньше лет, этот газ стал устойчивой составляющей её атмосферы в результате трансформации, известной как Великое окислительное событие. 

Для учёных более сложным вопросом было, как кислород оставался в изобилии в течение миллионов лет после этого — достаточно долго, как показывают древние породы, чтобы создать условия для возникновения всё более сложной жизни. Ответ может заключаться в химии древних морей, согласно новому исследованию. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследование, проведённое под руководством Льюиса Алкотта, биогеохимика из Бристольского университета в Великобритании, описывает самоподдерживающийся цикл, в котором фосфор — фундаментальный строительный блок всей известной жизни — перерабатывался в океанах, помогая поддерживать повышенный уровень кислорода после его первоначального повышения.

«Живые организмы не могут расти или нормально функционировать без фосфора», — объясняет соавтор исследования профессор Андрей Беккер из Калифорнийского университета в Риверсайде.

По словам ученых, новое исследование дает более ясное представление о периоде истории Земли, который было трудно реконструировать. До сих пор ученые могли измерять общее количество фосфора, сохранившегося в древних породах, но определить долю, которая была фактически доступна для морских организмов, оставалось сложной задачей.

Олкотт, Беккер и их коллеги обошли это ограничение с помощью новой методики, которая разделяет фосфор в зависимости от типа минерала, с которым он связан. Анализируя древние породы из Южной Африки, команда растворяла каждый тип минерала по отдельности, чтобы определить, был ли фосфор доступен для живых организмов или связан в формах, делающих его непригодным для использования.

«Теперь мы можем отделить фосфор, который был доступен организмам, от фосфора, который был фактически заблокирован», — сказал Беккер. «Это дает нам гораздо более четкое представление об уровне питательных веществ в древних океанах, чем было раньше. Побочным эффектом этого процесса стало то, что в атмосферу продолжало выбрасываться всё больше кислорода».

Помимо того, что это проливает свет на историю нашей планеты, понимание того, как кислород, питательные вещества и жизнь развивались вместе на Земле, может также помочь ученым распознать аналогичные условия на океанических мирах в других местах, добавили исследователи.

«История Земли показывает, что кислород, питательные вещества и жизнь развивались вместе», — сказал Беккер. «Понимание этих взаимосвязей дает нам более тонкое представление о будущем нашей собственной планеты и о том, что мы могли бы искать на других планетах».