Первая жизнь на Земле могла развиться в теплых лужах воды на островах, покрывающих обширный океан размером с всю планету.

Возраст самой старой подтвержденной жизни на Земле составляет 3,5 миллиарда лет, всего через миллиард лет после образования планеты. Следы возможной жизни были также обнаружены в породах возрастом 3,7 миллиарда лет и 3,95 миллиарда лет. Эти образцы противоречивы, но они могут намекать на то, что жизнь возникла очень скоро после появления атмосферы и океанов планеты.

Истоки указанной жизни также являются спорными. Для жизни - во всяком случае на Земле - требуются основные строительные блоки (аминокислоты и нуклеотиды), чтобы химически реагировать с образованием сложных молекул, таких как белки, РНК и ДНК. Этот переход от строительных блоков к длинным молекулярным цепочкам называется полимеризацией, и для него требуются определенные температуры и условия.

Согласно исследованию, опубликованному в 2008 году в журнале Nature Reviews Microbiology, некоторые ученые считают, что первая микробная жизнь возникла в подводных гидротермальных источниках, в которых находятся химические условия, способствующие полимеризации. Другие ученые утверждают, что вентиляционные отверстия отводят слишком много тепла для эффективной полимеризации, и что подводная среда также затруднит полимеризацию. В этом лагере исследователи утверждают, что вместо этого жизнь возникла на краях неглубоких водоемов, нагретых за счет геотермальной энергии.

На твердой земле?

Однако для того, чтобы гипотеза о бассейне с теплой водой сработала, на ранней Земле должна была быть твердая почва - отсутствие твердой почвы означает отсутствие места для размещения бассейнов с теплой водой. Именно здесь на помощь приходит новое исследование, опубликованное 4 января в журнале Nature Geoscience. Геофизики Джун Коренага из Йельского университета и Хуан Карлос Росас, ныне работающий в Центре научных исследований и высшего образования Энсенада в Мексике, заинтересованы в понимании. топография Земли в архейскую эпоху, 4–2,5 миллиарда лет назад. Химик Джеффри Бада, сторонник гипотезы теплого пруда из Океанографического института Скриппса в Сан-Диего, обратился к Коренаге и спросил, была ли возможность появления суши во время архея.

Коренага и Росас использовали компьютерную модель для воссоздания условий архейской Земли. Сегодня Коренэйдж рассказал Live Science, что новое дно океана формируется на срединных океанских хребтах, где горные породы из глубины среднего слоя Земли, мантии, поднимаются и тают, создавая новую океаническую кору. По мере того, как эта кора скользит от своего источника на срединно-океаническом хребте (который выглядит как подводный горный хребет), она охлаждается и сжимается, становясь более плотной и опускаясь в высоту.

Между тем, у Земли есть свой источник внутреннего тепла: радиогенный нагрев, откладываемый распадом радиоактивных элементов в глубокой мантии. Это тепло имеет тенденцию подниматься вверх, в конечном итоге поднимая возвышение на поверхности.

В архее этот радиогенный нагрев был сильнее. Это означает, что даже когда новая океаническая кора охлаждалась и сжималась, она подталкивалась вверх. Это могло привести к тому, что подводные горы, которые имеют тенденцию быть круглыми, в отличие от срединно-океанических хребтов, поднялись над уровнем моря, образуя острова.

«Если вы вернетесь в прошлое, у вас останется такой же охлаждающий эффект, но гораздо больший согревающий эффект от более глубокой мантии, так что эта более глубокая часть побеждает», - сказал Коренага.

Происхождение жизни

Полученные данные предполагают, что суша на Земле могла быть задолго до образования больших континентов.

«Эта гипотеза о теплых водоемах имеет очень прочную геологическую основу», - сказал Коренага.

Это, конечно, не означает, что гипотеза верна; но новое исследование показывает, что нельзя исключать наличие прудов с теплой водой только на основании геологии. По словам Коренага, геохимики работают над выяснением ограничений, связанных с благоприятной для жизни химией на суше. «Это очень богатая тема».

Первая жизнь могла возникнуть на древних островах