Вулканичните мълнии са признати за възможна причина за възникване на живота

Образуването на белтъци и нуклеинови киселини е най-важният процес в произхода на живота. Но това е невъзможно без азот – един от най-разпространените елементи на Земята. Азотът заема почти три четвърти от обема на атмосферния въздух, но е във форма, която живите организми не могат да усвоят. Преобразуването на азота в биодостъпна форма се нарича азотфиксация. Сега с това се занимават микроорганизми, но преди появата на живота няколко явления хипотетично са играли ролята на азотфиксатор, включително гръмотевични бури и вулканични мълнии.

ОЩЕ: Формула на чудото: крачка към разрешаването на мистерията за произхода на живота

Възможността за такава азотфиксация е доказвана в лабораторни експерименти. По време на изригвания в атмосферата се изхвърлят големи количества сяра и халогени (хлор, флуор и пр.), а в пепелните облаци се появяват мълнии – така наречената мръсна буря. По време на разрядите азотът във въздуха се окислява и получените оксиди падат на земята заедно с вулканичните изхвърляния. Получените нитрати, фиксираният азот, трябва да остават в почвата. Все още обаче не са открити геоложки доказателства за това.

Група френски геолози решили да открият нитратни находища във вулканични отлагания след големи неогенски изригвания (преди 1,65 – 23,5 милиона години) в сухи региони. Изследователите събрали проби от вулканична тефра и пирокластични потоци в Перу и Турция и открили големи количества нитрати в тези седименти заедно със сулфиди и хлор, което показва техния вулканичен произход. Статия за това е публикувана в списанието PNAS.

Както отбелязват учените, сходният състав на елементите в седиментите предполага, че повечето от нитратите са се образували именно в резултат на вулканични изригвания, а не в процеса на по-нататъшно просмукване. Това било доказано и чрез допълнителен анализ на други образци от по-ранни изригвания от италианския остров Иския, случили се преди около 75 хиляди години. Според авторите най-тънките отлагания са били промити от дъждовната вода в сравнение с най-дебелите.

Изследвайки мултиизотопния състав на нитратите, изследователите успели да проследят пътя на окисление на азота и сярата. Необичайно високото съдържание на изотопа кислород-17 в образците сочело неговия атмосферен произход, тъй като е наследен от озона, продукт на мълниеви разряди.

ОЩЕ: Не в океана. Учени опровергаха основната теория за произхода на живота

Изследователите също така оценили количеството фиксиран азот след вулканична мълния. Отчитайки плътността и обема на всеки седиментен слой заедно със средната концентрация на нитрати, те изчислили, че средно девет вулканични събития биха могли да произведат приблизително 60 тераграма азот – 60 милиона тона. Тук си струва да припомним, че преди появата на живота на Земята основните начини за фиксация на азот в наши дни (с помощта на микроорганизми) били изключени. В същото време за появата на живот от нашия тип азотът е абсолютно необходим. Следователно ролята на вулканичните мълнии в този процес може да е била ключова.

Авторите на изследването смятат, че масивните вулканични изригвания и мълнии може да са имали голям локален принос за произхода на живота на ранната Земя. Също така според тях вулканичните мълнии потенциално са имали отношение към превръщането на минералния фосфор в биологично полезни форми.