Минералы, доставленные на Землю в виде метеоритов более 4 миллиардов лет назад, уже давно считаются ключевыми ингредиентами для развития жизни на нашей планете.
Ученые полагали, что минимальное количество этих минералов было доставлено на раннюю Землю в результате миллиардов ударов молний.
Но теперь исследователи из Университета Лидса установили, что удары молнии были столь же важны, как и метеориты, в выполнении этой важной функции и позволяя жизни проявляться.
Они говорят, что это показывает, что жизнь может развиваться на планетах, подобных Земле, с помощью того же механизма в любое время, если атмосферные условия будут подходящими.
Исследованием руководил Бенджамин Хесс во время учебы в университете Лидса в Школе Земли и окружающей среды.
Г-н Хесс и его наставники изучали исключительно большой и чистый образец фульгурита – камень, образовавшийся при ударе молнии о землю.
Образец образовался, когда молния ударила в собственность в Глен Эллин, штат Иллинойс, США, в 2016 году, и передана в дар геологическому факультету в колледже Уитон неподалеку.
Первоначально исследователей из Лидса интересовало, как образуется фульгурит, но они были очарованы, обнаружив в образце Глен-Эллин большое количество очень необычного фосфорного минерала, называемого шрейберзитом.
Фосфор необходим для жизни и играет ключевую роль во всех жизненных процессах, от движения до роста и воспроизводства.
Фосфор, присутствовавший на ранней поверхности Земли, содержался в минералах, которые не растворялись в воде, но шрейберзит может.
Г-н Хесс, сейчас аспирант Йельского университета, Коннектикут, США, сказал: «Многие предполагали, что жизнь на Земле зародилась в неглубоких поверхностных водах, следуя знаменитой концепции Дарвина о« маленьком теплом пруду ».
"Большинство моделей того, как жизнь могла образоваться на поверхности Земли, основаны на метеоритах, которые несут небольшое количество шрайберзита.
Наша работа обнаруживает относительно большое количество шрейберзита в изученном фульгурите.
"Молния часто поражает Землю, подразумевая, что фосфор, необходимый для возникновения жизни на поверхности Земли, зависит не только от ударов метеоритов.
"Возможно, что более важно, это также означает, что образование жизни на других планетах, подобных Земле, остается возможным еще долго после того, как удары метеоритов стали редкими."
По оценкам команды, минералы фосфора, образовавшиеся в результате ударов молнии, превосходили минералы из метеоритов, когда на Земле было около 3 лет.Возраст 5 миллиардов лет, что примерно соответствует возрасту самых ранних известных микроокаменелостей, что делает удары молнии значительными в возникновении жизни на планете.
Кроме того, удары молнии гораздо менее разрушительны, чем удары метеорита, а это означает, что они с гораздо меньшей вероятностью будут мешать тонким эволюционным путям, по которым могла развиваться жизнь.
Исследование под названием «Удары молнии как основной фактор сокращения пребиотического фосфора на ранней Земле» опубликовано сегодня (SEE EMBARGO) в Nature Communications.
Школа Земли и окружающей среды профинансировала проект по схеме, которая позволяет студентам проводить исследования с использованием высокотехнологичного аналитического оборудования.
Доктор Джейсон Харви, доцент геохимии Школы Земли и окружающей среды Лидса, и Сандра Пиазоло, профессор структурной геологии и тектоники Школы Земли и окружающей среды, были наставниками г-на Хесса в исследовательском проекте.
Д-р Харви сказал: «Ранняя бомбардировка – случайное событие в солнечной системе. По мере того, как планеты достигают своей массы, поступление большего количества фосфора от метеоров становится незначительным.
"Молния, с другой стороны, не такое уж разовое мероприятие. Если атмосферные условия благоприятны для генерации молний, элементы, необходимые для образования жизни, могут быть доставлены на поверхность планеты.
"Это может означать, что жизнь могла появиться на планетах, подобных Земле, в любой момент времени."
Профессор Пиазоло сказал: «Наше захватывающее исследование открывает двери для нескольких будущих направлений исследований, включая поиск и углубленный анализ свежего фульгурита в окружающей среде, подобной ранней Земле; углубленный анализ воздействия мгновенного нагрева на другие минералы с целью распознавать такие особенности в летописи горных пород и проводить дальнейший анализ этого исключительно хорошо сохранившегося фульгурита для определения диапазона физических и химических процессов внутри.
"Все эти исследования помогут нам лучше понять важность фульгурита в изменении химической среды Земли с течением времени."