|
Когда кислотность океана позволила зародиться жизни
|
|
|
|
Ученые из Йельского университета и Сингапура разработали то, что может стать окончательным кислотным тестом — всеобъемлющую модель для оценки причин пригодности Земли для жизни, частично основанную на кислотности океана.
|
|
|
|
Новая теоретическая модель применяет ранее опубликованные исследования, проведенные под руководством Йельского университета, к широкому спектру взаимосвязанных геологических и атмосферных процессов. Это может дать наиболее ясную картину того, как Земля эволюционировала до того момента, когда жизнь смогла процветать.
|
|
|
|
"Это масштабное теоретическое исследование, направленное на преодоление давнего разрыва между поверхностными процессами и процессами, протекающими глубоко в недрах Земли", - сказал Джун Коренага, профессор наук о Земле и планетах факультета искусств и наук Йельского университета и соавтор нового исследования, опубликованного в журнале Nature Наука о земле. "Эта работа представляет собой, безусловно, наиболее полную модель всей земной системы, позволяющую оценить, как, вероятно, менялся рН океана в течение истории Земли".
|
|
|
|
Термин pH ("водородный потенциал") является показателем концентрации ионов водорода в водном растворе. Более низкий уровень pH означает более высокую кислотность. Раствор с pH ниже 7 считается кислым; современная морская вода имеет pH около 8.
|
|
|
|
|
|
|
Но широко распространено мнение, что древний океан Земли был гораздо более кислым, что затрудняло поддержание жизни. Многие ученые обнаружили, что синтез органических молекул чрезвычайно затруднен в среде с уровнем рН ниже 7.
|
|
|
|
"Чтобы понять происхождение жизни, важно понять, когда и как на Земле появился океан с более нейтральным рН", - сказал Мэн Го, бывший аспирант Йельского университета, работавший в лаборатории Коренаги, который в настоящее время является научным сотрудником Наньянского технологического университета в Сингапуре и первым автором новой работы. учись.
|
|
|
|
"Но моделирование долгосрочной эволюции рН океана, как известно, является сложной задачей, поскольку она затрагивает почти все компоненты земной системы: атмосферу, океан, земную кору и мантию", - сказал Го.
|
|
|
|
Например, рН океана в значительной степени зависит от атмосферного содержания углекислого газа (CO2), на который, в свою очередь, влияет множество других факторов. Концентрация CO2 снижается, например, в результате его химической реакции с континентами, глубоководной океанической корой и, в конечном итоге, погружения в недра Земли в результате субдукции. Но уровень атмосферного CO2 повышается при вулканической активности.
|
|
|
|
Для своего исследования Коренага и Го тщательно откалибровали и установили параметры функционирования каждого из этих компонентов, а затем заставили их взаимодействовать. Исследователи руководствовались серией ранних исследований Земли, ранее опубликованных группой Коренаги.
|
|
|
|
"Я думаю, что главная причина, по которой мы можем провести это моделирование сейчас, заключается в том, что за последние несколько лет наше понимание ранней тектоники Земли значительно улучшилось", - сказал Коренага. "Эта работа была сосредоточена на эволюции континентальной коры и физике магматических океанов".
|
|
|
|
Используя свою новую модель, Коренага и Го подсчитали, что Земле потребовалось бы 500 миллионов лет, чтобы нейтрализовать кислотность океана, достаточную для поддержания жизни. Водоемы с более нейтральным уровнем pH, возможно, существовали и раньше, но не в достаточных масштабах для зарождения жизни.
|
|
|
|
Исследователи заявили, что их результаты могут пролить свет не только на ранние процессы на Земле, но и на ту роль, которую эти процессы играют в современном климате.
|
|
|
|
Источник
|
