Происхождение жизни на Земле долгое время оставалось загадкой. Многие теории предполагают, что жизнь возникла из «пребиотической химии», в которой органические соединения формировались и многократно самоорганизовывались, пока не развилась жизнь, какой мы ее знаем.
Однако ученые отметили, что породы, из которых состоит поверхность Земли, относительно бедны реакционноспособными и растворимыми формами основных элементов, необходимых для этого пребиотического процесса, таких как фосфор, сера, азот и углерод.
Фактически, жизнь на Земле находится в состоянии «жестокой конкуренции» за ограниченные запасы этих элементов, писали ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy в начале этого года. Преобладающая теория заключается в том, что ингредиенты, необходимые для жизни, могли быть доставлены на Землю. Однако остается неясным, как эти материалы могли достичь поверхности нашей планеты, не будучи уничтоженными в процессе.
В исследовании Nature Astronomy ученые исследовали, может ли мелкозернистая «космическая пыль» дать ответ. Этот гранулированный материал образуется в космосе при столкновениях астероидов или испарении и распаде комет по мере их движения по Солнечной системе .
«В отличие от более крупных объектов, поток космической пыли на Землю по существу постоянен в годовых масштабах времени», — написали они. «Более того, некоторая часть частиц космической пыли проходит относительно мягко через атмосферу Земли , тем самым сохраняя большую долю примитивных» элементов, чем крупные ударники.
Несмотря на то, что это правдоподобный механизм доставки, этот материал редко рассматривается в пребиотических теориях, поскольку он распространяется на большой площади, что, возможно, делает его менее заметным или более сложным для изучения в достаточно высоких концентрациях, заявила команда. Но концентрированные отложения космической пыли действительно образуются на Земле сегодня посредством обычных осадочных процессов.
«Существует множество планетарных процессов, которые могут концентрировать мелкозернистые материалы с больших площадей поверхности для формирования концентрированных отложений», — написала команда. Например, ветер может переносить пыль и мелкие частицы в определенные области, создавая песчаные дюны. Реки и ручьи переносят и откладывают мелкие отложения, образуя пляжи. Ледники перемещают и откладывают обломки, что приводит к образованию морен. Каждый из этих процессов собирает и концентрирует материалы в определенных местах.
Используя астрофизическое моделирование и геологические модели, команда попыталась количественно оценить поток и состав космической пыли, которая могла скопиться на поверхности Земли в течение первых 500 миллионов лет после события, известного как лунообразующий удар — теория, согласно которой луна Земли образовалась во время столкновения Земли с объектом размером с Марс . Эти типы столкновений были обычным явлением во время формирования Солнечной системы .
Численные модели рассматривали пыль из семейства комет и астероидов Юпитера . Сравнив результаты с оценками современной аккреции на Земле, команда обнаружила, что общая аккреция космической пыли на ранней Земле могла быть в 100–10 000 раз выше, чем наблюдаемая сегодня.
Модель также использовалась для прогнозирования доли пыли в неконсолидированных отложениях, отложившихся в течение определенного геологического периода. Они рассмотрели ряд соответствующих сред, включая ледниковые поверхности, жаркие пустыни и глубоководные отложения. Чтобы подтвердить свои результаты, команда сравнила их с известными измерениями этих сред на Земле сегодня.
Команда обнаружила, что космическая пыль составляет небольшую часть глубоководных отложений, даже при самых высоких скоростях, предсказанных моделью. Однако в пустынных и ледниковых районах космическая пыль может составлять более 50% отложений. Самые высокие концентрации, более 80%, будут в районах, где тают ледники, в отложениях, подобных тем, что обнаружены в криоконитовых отверстиях — отверстиях на поверхности ледника, которые образуются, когда ветер переносит осадки на ледник — так же, как они содержат самые высокие зарегистрированные уровни космической пыли на сегодняшний день.
Ледяные щиты, подобные антарктическим, которые содержат криоконитовые отложения с высоким содержанием космической пыли, а также прогляциальные озера, по-видимому, обеспечивают отличную среду для поддержки ранних стадий жизни. Они также могут взаимодействовать с другими похожими средами с течением времени , подобно тому, как могут сливаться ручьи, предположили исследователи.
В совокупности эти результаты бросают интригующий вызов широко распространенному предположению о том, что космическая пыль не способна стать причиной зарождения жизни на Земле.
Общество с ограниченной ответственностью «Три «Ч», Центр Т, Транс, Лада, Общество с ограниченной ответственностью «Процесс 2021», Некоммерческая организация «Фонд защиты прав граждан «Штаб», ФОНД ПОДДЕРЖКИ СРЕДСТВ МАССОВОЙ ИНФОРМАЦИИ «СРЕДА», Озерская городская социально, Фонд «Центр гражданского анализа и независимых исследований «ГРАНИ» признаны в РФ иностранными агентами.
