Раскрыта роль молний в возникновении жизни на Земле

Ученые Центра изучения экзопланет Университета Сент-Эндрюс в Шотландии раскрыли, что роль молний в фиксации атмосферного азота для живых организмов была меньше, чем предполагалось раннее. Согласно общепринятой гипотезе, грозы являлись главным источником биодоступного азота на ранней Земле, сообщает Lenta.ru.

Азот является ключевым элементом для возникновения и эволюции жизни, поскольку он входит в состав биологически активных молекул и полимеров, в том числе ДНК и белков. Однако азот содержится в атмосфере Земли преимущественно в виде нереакционного молекулярного азота N2, недоступной для большинства живых организмов. Некоторые микроорганизмы являются азотфиксирующими, то есть они преобразовывают атмосферный азот в биодоступные формы, такие как аммоний, который в дальнейшем подвергается нитрификации.

До возникновения живых организмов азотфиксация происходила благодаря естественным процессам с выделение большого количества энергии, такие как атмосферные разряды. Чтобы определить роль молний в создании биодоступных форм азота, ученые провели серию экспериментов с искровыми разрядами в колбах, заполненных смесью газов N2/CO2 and N2/O2. Первая смесь имитирует атмосферу ранней Земли с большой концентрацией углекислого газа, вторая — современную атмосферу.

Результаты показали, что, несмотря на различия в химическом составе атмосфер ранней и современной Земли, роль молний в фиксации азота была одинаковой. Изотопный анализ полученных оксидов азота — нитритов и нитратов — дал соотношение изотопа-15 к изотопу-14 на уровне 6-15 промиллей. Это намного меньше, чем соотношение изотопов азота в породах возрастом более 3,2 миллиарда лет. Таким образом, биологическая фиксация уже должна была существовать более трех миллиардов лет.

Отмечается, что некоторые образцы пород, относящиеся к палеоархейской эре, возрастом 3,7 миллиарда лет характеризуются соотношением изотопов азота, соответствующим полученном в эксперименте. Это указывает на то, что молнии могли играть важную роль в фиксации азота лишь для самых ранних экосистем Земли, в которых жили первые одноклеточные организмы.