Химики из Гарвардского университета показали в лаборатории, как на ранней Земле могли появиться сырье и реагенты, критически важные для зарождения жизни. Как следует из экспериментов команды, эти «строительные блоки» могли образоваться в результате ударов молний из облаков по земле и воде. Ученые сымитировали условия и разряды молний в плазменно-электрохимической установке и описали получившиеся молекулы и минералы в своей статье в PNAS.
Хотя одной из распространенных теорий зарождения жизни на Земле до сих пор является поставка органических соединений из космоса кометами и астероидами, многие исследование называют ее маловероятной. Ученые пришли к выводу, что вскоре после образования Земли столкновения космических объектов с ней стали редким явлением. Вторая гипотеза — разряды молний между облаками — тоже была признана неэффективным способом получения материалов для строительства жизни.
Авторы нового исследования предположили, что более эффективным могли бы быть удары молнии из облаков по земле. Чтобы проверить это, они создали лабораторную биосферу, в которой сымитировали условия ранней Земли и сгенерировали разряды молний по воздуху, воде и грунту. Затем ученые проанализировали происходившие химические реакции и продукты, которые образовались в результате них. Они обнаружили, что азот и углерод преобразовались в молекулы, бывшие частью строительных блоков для жизни на Земле.
«Электрохимические реакции в воздушном зазоре на границах раздела воздух–вода-грунт приводят к замечательным результатам: диоксид углерода восстанавливается до монооксида углерода и муравьиной кислоты, а газообразный азот связывается в нитрат, нитрит и ионы аммония», — сообщают авторы.
Исследователи также добавили минералы, которые содержались в земных горных породах, в свою лабораторную установку. И повторили эксперимент: в результате новых ударов молний образовались сульфидные минералы, подобные вулканическим породам, и увеличилось количество аммиака, который был необходим для зарождения жизни на Земле.
По мнению гарвардских химиков, их моделирование демонстрирует, что удары молний из облаков по земле и воде создавали строительные блоки для будущей жизни с большей вероятностью, чем кометы, астероиды или разряды между облаками в воздухе.
