Диамантеният ви пръстен може да обясни произхода на живота

През 1958 година в Смитсъниънския институт по пощата пристигнала обикновена пратка.

Единственият намек за съдържанието ѝ била застраховката на кафявата опаковка, където била посочена сумата от един милион долара.

В кутията се намирал най-големият син диамант в света.

Преди да попадне в музея, диамантът Хоуп е изминал дълъг път по бижутерските лавици на Лондон, преживял е екзекуцията на Мария Антоанета и френската революция, която е изпратила в оставка съкровищата на короната.

Но милиард години преди да открият диаманта, да го опаковат и застраховат, историята му е започнала някъде на дълбочина 150 километра под индийската Голконда.

Думата „диамант“ произхожда от гръцкото adamas, което означава „непобедим“. Диамантите са най-здравите от известните ни минерали и нанасянето на драскотини върху тяхната повърхност е възможно само с помощта на други диаманти.

По тази причина днес те се използват за изготвяне на оръжия (тези камъни се оказали толкова полезни в годините на Втората световна война, че Съединените щати обявили за една от главните цели във войната с Хитлер лишаването му от доставки на промишлени диаманти).

Толкова твърд този скъпоценен камък го прави молекулярната му структура. Диамантите се състоят от свързани въглеродни атоми. Всеки атом има общи електрони с четири други атома, формирайки петстранна решетъчна структура с невероятна здравина. В един карат се съдържат милиарди такива свързани помежду си атоми.

Но въглеродът създава такава кристална структура само под въздействието на огромно налягане и високи температури, които съществуват на дълбочина стотици километри под земната повърхност.

Въглеродът съществува в множество видове, явявайки се един от най-многобройните елементи на нашата планета. Той е химичната основа на всяка известна ни форма на живот. Често чуваме за въглерода, когато става дума за климатични изменения. В резултат на изгарянето на изкопаемо гориво за получаване на енергия в атмосферата се изхвърля въглероден диоксид, а на него се падат около 83% от всички емисии на парникови газове в САЩ.

Но има и друг цикъл, в който въглеродът играе важна роля. Той е известен като дълбок въглероден цикъл. Макар че този цикъл може да играе важна роля в зараждането на живот, доскоро почти нищо не знаехме за това в какви реакции встъпва въглеродът около земното ядро и дори колко от него се съхранява под повърхността на Земята.

Отговорите на тези въпроси може да дадат нова информация за продължителността на живота на нашата планета.

По тази причина през 2009 година е започнат проектът Deep Carbon Observatory. Това е международна инициатива, предвидена за десет години, в която участват учени от най-различни области, специализирани в дълбокия въглероден цикъл.

„Въглеродният цикъл в земните недра е област на изследвания, пренебрегвана преди старта на нашата програма. Тези изследвания ще ни помогнат да установим връзката между въглеродния цикъл и текущите глобални изменения“, казва геохимикът Дмитрий Сверженски от университета „Джон Хопкинс“ и участник в програмата Deep Carbon Observatory.

Наскоро Сверженски изчислил колко въглерод и какви типове се намират в течностите дълбоко под земната повърхност. Той публикувал статия в Nature Geoscience, в която казва, че на дълбочина 80–160 метра в течностите съществуват много разновидности органичен въглерод.

Тези течности може да са попаднали от повърхността в горната мантия във вид на малки растения или раковини през тектонските разломи, образуващи се при движение на земната кора.

Това е важна новина, понеже досега учените не знаеха какво количество въглерод може да се концентрира в течностите на такава дълбочина. Ние както и преди знаем малко за това, което се случва с водата на такава голяма дълбочина. Но тук определена полза може да ни донесат диамантите.

„Ние не знаем откъде водят началото си строителните елементи на живота, дали са попаднали от космическото пространство, или от вътрешността на Земята – разказва Сверженски пред Popular Science. – Диамантите ни помагат в такива изследвания, тъй като у тях има частици, които ни дават определени подсказки за това, което се случва в земните дълбини.“

Тези скъпоценни камъни осигуряват информация на учените за характера на движението на въглеродсъдържащите течности, които правят Земята „годна за живот. Затова съвсем основателно можем да говорим, че разбирането на тези процеси е изключително важно“.

Новият модел на Сверженски насочва науката в тази нова посока. „Предишните модели в продължение на десетилетия достигаха пределна точка на дълбочина около 14,5 километра. Под този предел не можехме да предсказваме как водата ще реагира с планинските породи – казва ученият. – Този модел ни позволява да правим прогнози на дълбочина до 180 километра и по такъв начин ние попадаме в зона, където, според нашите оценки, протичат интензивни химични реакции.

Органичните вещества, такива като сол на оцетната киселина и пропионат (които, както отдавна знаем, съществуват на неголеми дълбочини), а също метан и въглероден диоксид, могат да се намират в състояние на равновесие при високо налягане.

Това ни помага да разберем по какъв начин въглеродът може да се намира във водата на такива големи дълбочини. Това също свидетелства, че химичната основа на живота се намира доста по-дълбоко, отколкото сме смятали.“

Тази идея има по-дълбоки последици. Ако успеем да разберем как е започнал животът на Земята или какъв е бил той на ранните етапи от своето развитие, ще узнаем и повече за факторите, благодарение на които планетите стават обитаеми.