Условия для зарождения жизни на Земле могли сложиться 4,33 млрд лет назад
Ученые рассчитали, когда на ранней Земле впервые могли надолго сохраниться условия для химических процессов, предшествовавших появлению жизни. Судя по модели, наиболее благоприятный период наступил около 4,33 млрд лет назад: столкновения Земли с астероидами, кометами и планетезималями уже реже перегревали кору, но все еще создавали гидротермальные системы. Исследование опубликовано в Nature Communications.
В первые сотни миллионов лет после формирования Земли в нее постоянно врезались астероиды, кометы и планетезимали. После крупных столкновений участки коры сильно нагревались, и молекулы, из которых позже могла развиваться предбиологическая химия, разрушались. Даже если поверхность успевала остыть, новое столкновение могло снова ее разогреть, поэтому подходящие для жизни условия никогда не сохранялись надолго.
Команда Олега Абрамова из Института планетологии построила компьютерную модель ранней Земли и проследила, как столкновения с астероидами, кометами и планетезималями нагревали ее кору в период от 4,5 до 3,5 млрд лет назад. Частоту и силу этих столкновений оценивали по числу кратеров на Луне и содержанию сидерофильных элементов в верхней мантии Земли.
Астероиды: как они выглядят, откуда берутся и чем отличаются от метеоритов
Исследователей интересовал период, когда основную роль в предбиологической химии могла играть РНК — еще до появления ДНК и современных клеточных систем. РНК способна хранить наследственную информацию и участвовать в химических реакциях, но для этого ей нужны достаточно стабильные температуры.
По расчетам, до 4,4 млрд лет назад даже остывшие участки коры со временем снова становились слишком горячими. Позже начали появляться области, где после охлаждения температура больше не поднималась выше уровня, при котором РНК и другие сложные молекулы разрушаются. К 4,25 млрд лет назад они занимали больше половины смоделированного объема верхней коры.
«Предбиологической химии нужны постоянно стабильные температуры, а не короткий холодный промежуток между столкновениями», — объяснил Абрамов.
Столкновения, однако, не только мешали. После удара горячая раздробленная порода могла долго нагревать циркулирующую через нее воду и создавать гидротермальные системы — среды с водой, теплом и источниками химической энергии.
Около 4,3 млрд лет назад таких систем еще было много, а повторный перегрев крупных участков коры происходил уже реже. По расчетам авторов, лучше всего эти два условия совпали около 4,33 млрд лет назад.
Ранее ученые рассчитали шансы на разумную жизнь у соседних звезд по накопленному углероду.
Визуализация Pro Космоса
Самое популярное
