Жизнь из вулкана: как раскаленная лава создала первые «кирпичики»

Свежая работа исследователей из Кембриджского университета предлагает новую, дерзкую версию. Они предполагают, что ключевые «кирпичики» жизни — нитрилы и изонитрилы — могли «свариться» в недрах древних вулканов, пронизанных графитом. Представляете, наша жизнь могла начаться не в спокойной лужице, а в адском жерле вулкана?

Результаты, опубликованные в журнале Life, выстраивают целый сценарий: как эти соединения могли возникнуть в невыносимых условиях молодой Земли. Это не просто догадка, а продуманная химическая реконструкция.

Колыбель жизни: горячая, темная и под огромным давлением

Отмотаем время на 4,3 миллиарда лет назад. Эпоха катархея. Земля — еще не уютная голубая планета, а раскаленный ад. В нее врезается тело размером с Луну. Железо из недр бурно реагирует с водой. Последствия грандиозны.

Эти катаклизмы ненадолго создали атмосферу, насыщенную водородом. Углерод в такой среде «восстанавливался», конденсировался в плотную дымку и проливался дождем на пылающую поверхность, впитываясь в кору. Земля буквально пропиталась углеродом, в основном в форме графита.

А дальше в дело вступили вулканы. Когда древняя магма прорывалась сквозь эту графитовую «губку», она фильтровала вулканические газы. И вот здесь-то, в этом природном химическом реакторе, и могли родиться в заметных количествах те самые нитрилы и изонитрилы — предшественники аминокислот и нуклеотидов.

«Приготовить» эти хрупкие соединения в грязной первобытной среде почти невозможно. Но графит стал идеальным фильтром. При чудовищной температуре магмы — около 1700 °C — графит задерживал все лишнее, пропуская лишь «чистый» коктейль из цианистого водорода (HCN), цианоацетилена (HC3N), изоцианида водорода (HNC) и других соединений.

Согласно расчетам, в таких условиях (давление в 100 атмосфер и та самая жара) концентрация HCN могла достигать 1%, а других соединений — от одной миллионной до одной сотой доли процента. Цифры кажутся мизерными? Но для запуска пребиотической химии этого могло быть более чем достаточно.

Модель показала: графит, адская температура и колоссальное давление — три кита, на которых могла стоять фабрика жизни. «Железо, реагируя с водой, порождало туман. Он конденсировался, пропитывал кору. А при нагреве рождались полезные азотистые соединения», — резюмируют авторы.

Но есть важный нюанс. Если температура была недостаточно высокой, углерод и азот оставались бы заблокированы в графите и простом газе N2. Нужна была именно запредельная жара. Ее могли обеспечить особые вулканы, извергавшие коматииты — самые горячие и текучие лавы, которые существовали на нашей планете более 3,5 миллиардов лет назад. Похоже, жизнь родилась в самом пекле.