Древние вулканы могли обеспечить первые живые организмы азотом
До сих пор плохо понятно, откуда ранняя жизнь могла получать доступный азот, ведь микробов, способных усваивать его из воздуха, тогда не существовало. Возможно, эту роль сыграли вулканы и многочисленные молнии, которые сопровождают их извержения.
Все живые организмы нуждаются в азоте, но лишь некоторые бактерии и археи способны потреблять его напрямую из воздуха. Сегодня все мы зависим от этих микробов, получая азот, который те превращают в доступные нам формы. Но откуда появлялись эти соединения азота на ранней Земле, когда одноклеточных азотфиксаторов еще не было? Вероятно, ими молодую жизнь снабдили бесчисленные молнии, которые сопровождают извержения вулканов. Доклад об этом прозвучал на прошедшей в Вене встрече Европейского союза наук о Земле (EGU).
Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот, а потому необходим любому живому организму — от человека до примитивных микробов. Казалось бы, в воздухе его достаточно: земная атмосфера состоит из азота почти на 80 процентов. Однако его молекулы отличаются исключительно прочными тройными связями между атомами. Разорвать эту связь и включить азот в состав биологических молекул — задача крайне тяжелая.
За миллиарды лет эволюции такую способность выработали лишь некоторые бактерии — азотфиксаторы, расходующие на это большие количества энергии. Они переводят атмосферный азот в формы, которыми могут пользоваться растения, грибы, а с ними и другие живые организмы. Но все равно этот элемент остается дефицитным, поэтому азот — например, в виде нитратов — массово производят искусственно и используют в качестве удобрений.
Однако возникает вопрос о том, откуда брали азот первые живые организмы на Земле. Очевидно, на планете был другой, абиогенный источник, не связанный ни с людьми, ни с азотфиксаторами. Один из возможных кандидатов на эту роль — разряды молний, энергии которых достаточно для разрыва тройной ковалентной связи молекулярного азота.
Известно, что сегодня молнии превращают его в оксиды, из которых быстро возникают нитраты. Объемы этого «производства» совсем незначительны в масштабах целой планеты. Но в некоторых обстоятельствах такие разряды проявляют себя куда заметнее. В частности, авторы новой работы обратили внимание на молнии, которые сопровождают вулканизм.
Извержения выбрасывают в атмосферу огромные количества газов и пепла, стимулируя возникновение множества электрических разрядов. Так, всего за один день извержения индонезийского вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в 2022 году специалисты зафиксировали почти полмиллиона молний. А если вспомнить, что в далеком прошлом на Земле происходили невероятно масштабные извержения, то можно заключить: они могли создавать весьма значительные объемы нитратов.
Такой сценарий рассмотрели Эрван Мартин (Erwan Martin) и его коллеги. Ученые собрали образцы отложений на территории нынешних Перу и Турции, где несколько миллионов лет назад происходили мощные извержения, а сравнительно сухой климат защитил нитраты от вымывания водой. Их действительно удалось обнаружить, причем изотопный состав этих молекул показал, что они сформировались в атмосфере, а не в результате азотфиксации микробами. По оценкам авторов новой работы, каждое из рассмотренных ими извержений создало порядка 60 миллионов тонн нитратов.
Нечто подобное вполне могло происходить на молодой Земле, когда планета была куда более вулканически активна. Возможно, молнии производили другие соединения азота: в атмосфере того времени не было кислорода, который мог бы связываться с ним, создавая оксиды, переходящие в нитраты. Однако результатом вулканизма мог быть аммиак, тоже дающий соединения, подходящие для потребления живыми организмами.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии