Удары молнии сыграли жизненно важную роль в зарождении жизни на Земле

По словам геологов, удары молний были так же важны, как и метеориты, для создания идеальных условий для зарождения жизни на Земле.

Минералы, доставленные на Землю в виде метеоритов более 4 миллиардов лет назад, уже давно считаются ключевыми ингредиентами для развития жизни на нашей планете.

Ученые полагали, что минимальное количество этих минералов также было доставлено на раннюю Землю в результате миллиардов ударов молний.

Но теперь исследователи из Университета Лидса установили, что удары молнии были столь же важны, как и метеориты, для выполнения этой важной функции и обеспечения проявления жизни.

Они говорят, что это показывает, что жизнь на планетах земного типа может развиваться по тому же механизму в любое время при подходящих атмосферных условиях. Исследование проводилось Бенджамином Хессом во время его учебы в Лидском университете в Школе Земли и окружающей среды.

Г-н Хесс и его наставники изучали исключительно большой и первозданный образец фульгурита — камень, образовавшийся при ударе молнии о землю. Образец образовался в результате удара молнии в собственность в Глен-Эллин, штат Иллинойс, США, в 2016 году, и передан в дар геологическому факультету колледжа Уитон неподалеку.

Первоначально исследователей из Лидса интересовало, как образуется фульгурит, но они были очарованы, обнаружив в образце Глен-Эллин большое количество очень необычного фосфорного минерала, называемого шрейберзитом.

Фосфор необходим для жизни и играет ключевую роль во всех жизненных процессах, от движения до роста и воспроизводства. Фосфор, присутствовавший на ранней поверхности Земли, содержался в минералах, которые не растворялись в воде, но шрейберзит может.

Г-н Хесс, сейчас аспирант Йельского университета, Коннектикут, США, сказал: «Многие предполагали, что жизнь на Земле зародилась в неглубоких поверхностных водах, следуя знаменитой концепции Дарвина о« маленьком теплом пруду ».

«Большинство моделей того, как жизнь могла образоваться на поверхности Земли, связаны с метеоритами, которые несут небольшое количество шрейберзита. Наша работа обнаруживает относительно большое количество шрейберзита в изученном фульгурите.

«Молния часто поражает Землю, а это означает, что фосфор, необходимый для возникновения жизни на поверхности Земли, зависит не только от ударов метеоритов.

«Возможно, что более важно, это также означает, что образование жизни на других планетах земного типа остается возможным еще долго после того, как удары метеоритов стали редкостью».

По оценкам группы, минералы фосфора, образовавшиеся в результате ударов молнии, превосходили минералы из метеоритов, когда Земле было около 3,5 миллиардов лет, что примерно соответствует возрасту самых ранних известных микроокаменелостей, что делало удары молнии значительными для возникновения жизни на Земле. планета.

Кроме того, удары молнии гораздо менее разрушительны, чем удары метеорита, а это означает, что они с гораздо меньшей вероятностью будут мешать тонким эволюционным путям, по которым могла развиваться жизнь.

Исследование, озаглавленное «Удары молнии как основной фактор, способствующее сокращению пребиотического фосфора на ранней Земле», опубликовано сегодня (SEE EMBARGO) в Nature Communications .

Школа Земли и окружающей среды профинансировала проект по схеме, которая позволяет студентам проводить исследования с использованием высокотехнологичного аналитического оборудования.

Доктор Джейсон Харви, доцент геохимии Школы Земли и окружающей среды Лидса, и Сандра Пиазоло, профессор структурной геологии и тектоники Школы Земли и окружающей среды, были наставниками г-на Гесса в исследовательском проекте.

Доктор Харви сказал: «Ранняя бомбардировка случается только раз в солнечной системе. Когда планеты достигают своей массы, поступление большего количества фосфора от метеоров становится незначительным.

«Молния, с другой стороны, не является таким разовым событием. Если атмосферные условия благоприятны для генерации молний, элементы, необходимые для образования жизни, могут быть доставлены на поверхность планеты.

«Это могло означать, что жизнь могла возникнуть на планетах, подобных Земле, в любой момент времени».

Профессор Пиазоло сказал: «Наше захватывающее исследование открывает двери для нескольких будущих направлений исследований, включая поиск и углубленный анализ свежего фульгурита в окружающей среде, подобной ранней Земле; углубленный анализ воздействия мгновенного нагрева на другие минералы для распознавания таких особенностей в летописи горных пород и дальнейший анализ этого исключительно хорошо сохранившегося фульгурита для определения диапазона физических и химических процессов внутри него.

«Все эти исследования помогут нам лучше понять важность фульгурита в изменении химической среды Земли с течением времени».