Как космическая пыль зажгла огонь жизни на Земле: новая гипотеза ученых

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Жизнь на Земле — одно из самых удивительных и загадочных явлений во вселенной. Откуда она появилась и какие условия были необходимы для ее зарождения? Эти вопросы занимают умы ученых уже долгое время, и до сих пор нет окончательного ответа. Однако недавние исследования предлагают новую гипотезу, которая может приблизить нас к разгадке тайны происхождения жизни. Согласно этой гипотезе, ключевую роль в этом процессе могла сыграть космическая пыль — мелкие частицы, состоящие из минералов, органических соединений и металлов, которые постоянно падают на нашу планету из космоса.


Космическая пыль — это не просто мусор, который загрязняет атмосферу. Это ценный источник элементов, которые необходимы для химии жизни, таких как фосфор, сера, азот и другие. Эти элементы относительно редки на Земле, особенно в ее ранней истории, когда планета была еще не сформирована и подвергалась интенсивному бомбардированию астероидами и кометами. Но космическая пыль имеет их в избытке, и постоянно доставляет на поверхность Земли.

a-c, Схематические иллюстрации факторов, рассмотренных в данном исследовании, связанных с образованием земных отложений, богатых космической пылью. а, Динамические источники частиц космической пыли. Кометы (недифференцированные), рассеянные внутрь внешней части Солнечной системы, распадаются, образуя частицы пыли. Астероиды преимущественно генерируют пыль в результате столкновений. b, Попадание космической пыли в атмосферу сопровождается частичным плавлением и частичное испарение, оба из которых влияют на конечную массу космической пыли на единицу массы общего осадка в данной осадочной среде. c, Относительное содержание космической пыли в наземных отложениях определяется местными скоростями осаждения космической пыли по сравнению с земными (эндогенными) осадочными породами, при этом доля пыли, таким образом, максимальна в районах с низким количеством эндогенных отложений из-за действия местных механизмов концентрации осадочных пород.
Автор: Walton, C.R., Rigley, J.K., Lipp, A. et al. Cosmic dust fertilization of glacial prebiotic chemistry on early Earth. Nat Astron (2024). https://doi.org/10.1038/s41550-024-02212-z Источник: www.nature.com

Как же космическая пыль могла способствовать возникновению жизни? Для этого необходимо, чтобы эти элементы собирались в достаточно высоких концентрациях в определенных местах, где могли бы происходить сложные химические реакции, приводящие к образованию органических молекул, таких как аминокислоты, нуклеотиды и другие. Такими местами могли быть ледниковые пруды — водоемы, образующиеся на краях ледников в результате таяния льда.

Ледники — это идеальная среда для накопления космической пыли. Когда пыль падает на лед, она нагревается от солнечного света и плавит вокруг себя небольшое углубление. Затем в это углубление попадает еще больше пыли, образуя камеру, наполненную пылью и водой. По мере того, как лед тает, эта камера стекает в пруд, обогащая его космическими элементами. Таким образом, в пруду может создаться богатый химический бульон, в котором могут возникать и развиваться органические молекулы.

Этот процесс можно наблюдать и сегодня, но он был гораздо более интенсивным в далеком прошлом, когда Земля была холоднее и имела больше ледников, а космической пыли было в тысячи раз больше, чем сейчас. Ученые оценивают, что в настоящее время на Землю падает около 40 000 тонн космической пыли в год, а миллиарды лет назад это число могло достигать 400 миллионов тонн в год. Это означает, что ледниковые пруды могли быть насыщены космическими элементами в такой степени, что могли стать колыбелью жизни.

Конечно, эта гипотеза еще требует дальнейшего подтверждения. Не все ученые согласны с тем, что ледники были распространены на ранней Земле, и что космическая пыль была единственным и главным источником элементов для жизни. Кроме того, неясно, как именно из органических молекул могли возникнуть более сложные структуры, такие как клетки, РНК и ДНК. Но эта гипотеза открывает новые горизонты для исследования происхождения жизни и показывает, что космическая пыль — это не просто мусор, а ценный ресурс, который может быть связан с самым важным событием в истории нашей планеты.