У Мертвого моря впервые нашли минералы фосфора, связанные с появлением жизни на Земле

На берегах Мертвого моря впервые нашли циклофосфаты – неорганические молекулы, которые предположительно играли важную роль в формировании жизни на Земле. Ранее ученые никогда не встречали подобные соединения в природе. Результаты исследования опубликовал научный журнал Geology.

Биологи предполагают, что первые живые организмы появились на Земле во время архейской эры, которая началась примерно 4 млрд лет назад, а закончилась 2,5 млрд лет назад. Точное время их появления, как и конкретные механизмы происхождения, пока остаются предметом споров. Пока можно сказать только то, что жизнь существовала в первичных океанах Земли как минимум 3,4 млрд лет назад. Однако многие геологи считают, что первые микробы появились гораздо раньше.

Часть ученых начинают склоняться к тому, что жизнь появилась не в океане, а на суше, в окрестностях гейзеров и вулканов. В пользу этого говорит то, что первые живые организмы были очень хорошо приспособлены к высоким температурам, а также то, что на суше было много бора, фосфора, молибдена и азота – критически важных элементов для жизни, концентрация которых в водах океана была крайне низкой.

Во время геологических работ на берегах Мертвого моря российские и израильские ученые под руководством профессора СПбГУ Сергея Бритвина впервые обнаружили аналоги первичных запасов фосфора на современной Земле. Они представляли собой неорганические соединения класса циклофосфатов.

Первооснова жизни в Мертвом море

"Из-за разложения циклофосфатов в воде вырабатывается большое количество энергии. Ее хватает на то, чтобы присоединить остаток фосфорной кислоты к молекулам органики. Поэтому их часто считают главным источником пребиотического фосфора на ранней Земле. Проблема заключалась в том, что на планете раньше циклофосфатов не находили", – пишут исследователи в статье.

Сперва ученых интересовали местные залежи других минералов – фосфидов, то есть соединений фосфора, в составе которых нет кислорода. Фосфиды образуются в небольших количествах в окрестностях геотермальных источников и гейзеров. Они тоже могли играть важную роль в зарождении жизни, служа исходным сырьем для образования циклофосфатов.

"Редкость фосфидов в современной литосфере не означает, что они не были распространены на Земле ранее, так как геохимическая среда миллиарды лет назад значительно отличалась от сегодняшней. Со временем атмосфера Земли все больше насыщалась кислородом, и окисление в новой среде могло привести к образованию циклофосфатов", – пояснил Бритвин.

Ученые нашли возможные следы работы этих процессов у южного берега Мертвого моря, на территории так называемого бассейна Хатурим. Там залегают осадочные горные породы, окрашенные необычно пестро. Эти породы пережили нагрев до высоких температур, поэтому они особенно интересны для поиска циклофосфатов, которые, предположительно, возникали на древней Земле в результате ударов метеоритов или проявлений вулканической активности.

Бритвин и его коллеги обнаружили зерна фосфидов, в центральной части которых оказались "заточены" частицы циклофосфатов железа и никеля. Их соседство указывает на то, что второй тип соединений образовался в результате окисления фосфидов при высоких температурах. В целом этот процесс повторяет то, что предположительно происходило на древней Земле.

Поэтому российские геологи считают, что горные породы окрестностей Мертвого моря можно рассматривать как систему, которая воспроизводит образование фосфорсодержащих веществ на ранних стадиях эволюции Земли. Обнаружение природных циклофосфатов приближает ученых к пониманию того, как синтезировались сложные молекулы, которые привели к возникновению жизни на нашей планете.