Фосфор для жизни: редкие минералы из Гренландии раскрыли секрет

Внимательно изучив вулканические породы Диско, ученые обнаружили целый набор минералов, содержащих фосфор. Но не простой, а «особенный» — с отрицательной степенью окисления. А это как раз тот самый химический «ключик», который мог открыть дверь к образованию органических соединений. По сути, они нашли природный магазин стройматериалов для протожизни.

Долгое время научный мир смотрел в небо: считалось, что такой редкий фосфор мог попасть к нам только из космоса, с метеоритами. Ведь на Земле его соединения почти не встречаются. Но совместная работа специалистов СПбГУ и Удмуртского федерального исследовательского центра ломает этот стереотип. Оказывается, и на нашей планете могли создаваться целые залежи этих ценных минералов. Космос — не единственный поставщик.

«Кислород на Земле — он повсюду, поэтому почти все железо у нас окислено, — объясняет один из авторов работы, доцент СПбГУ Олег Верещагин. — Самородное железо — большая редкость, для его появления нужно, чтобы в системе практически не было кислорода. А где нет кислорода, там могут происходить удивительные вещи с другими элементами. Связка железа и фосфора оказалась ключевой: именно в таких «бескислородных» и богатых железом условиях и рождались минералы с тем самым, редким фосфором».

Чтобы разгадать эту древнюю головоломку, ученые применили целый арсенал современных методов, которые раньше для таких пород почти не использовали. Это позволило не просто найти редкие минералы, а понять, как они формировались, и даже предположить, какие химические пути могли вести к первым органическим молекулам. Иногда, чтобы заглянуть в прошлое на миллиарды лет, нужны технологии из будущего.

«Мы идентифицировали минералы, которые раньше считались типично «метеоритными»: тот же шрейберзит, — отмечает Олег Верещагин. — А потом присмотрелись к самородному железу и подумали: а что если источником фосфора было не только очевидное, в виде фосфидов, но и само железо, которое его в себе содержало?» Эта мысль открывает целый новый угол зрения на проблему.

Итак, картина вырисовывается такая: на ранней Земле базальтовая лава могла контактировать с мощными восстановителями вроде метана или водорода. В таких «кузницах» и рождались породы с самородным железом, нашпигованные нужным фосфором. Получается, необходимые ингредиенты для жизни могли вариться прямо в земных, а не космических, «котлах». И теперь ученые хотят проверить эту гипотезу на других объектах, изучая редкие минералы по всему миру. Путешествие к истокам жизни продолжается.

Подробности этой захватывающей работы можно найти в журнале Geoscience Frontiers.