Животът може да се е зародил в леден океан

Ранната Земя, както е прието да се смята, е била много горещо място – температурата на океаните е достигала 85 градуса по Целзий. Но всъщност има вероятност в момента на раждането на първия живот нашата планета, напротив – да е представлявала снежна топка.

Или поне до такива изводи са стигнали изследователи, анализирали породи от Южна Африка, образували се преди около 3,5 милиарда години – във времената на архейския период.

Маартен де Вит (Maarten de Wit) от университета „Нелсън Мандела“ в Порт Елизабет (Южна Африка) смята, че температурата на океаните тогава е приличала на днешната. Той дори успял да намери свидетелства, че в нея е имало лед.

• Животът се е зародил в пресъхваща локва
• Животът се е появил преди 4,1 млрд. години
• Животът под ледовете на Антарктида

Де Вит и колегите му изучавали породите на пояса Грийнстоун (Greenstone belt) в Южна Африка. Известно е, че той се е формирал в диапазона от 20 до 30 градуса. Температурата на океана във времената на образуването на тези породи се определя чрез измерването на баланса на кислородните изотопи.

Анализът показал, че Земята в момента на формирането на изучените породи е била скована от лед (очевидно такъв период е присъствал поне веднъж във времената на архея).

Предишните реконструкции на условията на формиране са установили, че при формирането на пояса Грийнстоун температурата тук е била висока. Тоест налице е явно противоречие. Екипът на Де Вит смята, че породите, които са изучавани от други изследователи, са подлагани на въздействието на хидротермални източници.

Това означава, че предишните изводи от изотопния анализ са неверни и не могат да свидетелстват за температурата на океанските води, тъй като е възможно истинската температура около изучените преди породи да е била друга.

Де Вит и Хералд Фърнс (Harald Furnes) от университета на Берген са изучили океански утаечни породи, които не са подлагани на въздействието на хидротермални източници. Те са открили доказателства за формирането на утаечния минерал гипс, а това се случва само в дълбоководни места, където присъства студена вода.

За да докажат своята правота, учените изучили и някои по-млади породи, образувани в океана на по-малка дълбочина или дори над морското равнище. В тези породи били открити малки ленти алевролит с редки вградени камъчета. Такива породи приличат на дънни наноси, които се образуват в плитките, сковани от лед части на океана, отбелязват учените.

Изводите на екипа на Де Вит, разбира се, били подложени на критика – редица учени отбелязват, че експериментално е доказано, че гипсът може също да расте и във вода с температура около 80 градуса. Но Де Вит е сигурен, че гипсът се появява при такива високи температури само в плитките води, където водата се изпарява, а изучените от него и колегите му кристали гипс явно са се развивали на дълбочина 2-4 километра.

Малко преди изследването на Де Вит друг екип учени са стигнали до извода, че изотопите на кислорода в пояса Грийнстоун свидетелстват за това, че водата в това време е била сравнително студена, приблизително както на съвременните тропически океани.

Има още няколко изследвания, които свидетелстват в полза на изводите на Де Вит. Някои от тях са установили, че животът може да се е появил в замръзнала вода – основните органични съединения остават стабилни дори при ниски температури. Някои органични молекули, ключови за зараждането на живота, което може да са присъствали в първичната океанска вода в нищожно малко количество, при студени температури може да стават по-концентрирани.

Изследвания, проведени в лаборатории, са установили, че студените условия могат да допринесат за зараждането на така наречения РНК свят – ледът усилва синтеза на някои важни молекули, а също забавя разпада на нестабилните молекули веднага след тяхното образуване.

Статията на екипа на Де Вит е публикувана в сп. Science Advances.