25 июля, 2024

Orsk.today

Будьте в курсе последних событий в России благодаря новостям Орска, эксклюзивным видеоматериалам, фотографиям и обновленным картам.

Исследование показало, что пресная вода и основные условия для жизни появились на Земле на полмиллиарда лет раньше, чем считалось.

Исследование показало, что пресная вода и основные условия для жизни появились на Земле на полмиллиарда лет раньше, чем считалось.

Эта статья была проверена по версии Science Процесс редактирования
И Политика.
Редакторы При обеспечении достоверности содержания были выделены следующие особенности:

Проверка фактов

Рецензируемое издание

надежный источник

Написано исследователем(ями)

Корректура


Фото: Кристалл циркона под микроскопом. Хьюго Оллерок / Университет Кертина

× Закрывать


Фото: Кристалл циркона под микроскопом. Хьюго Оллерок / Университет Кертина

Чтобы начать жизнь на планете, нам нужны два ингредиента: суша и (пресная) вода. Строго говоря, вода не обязательно должна быть пресной, но пресная вода может существовать только на суше.

Только при соблюдении этих двух условий строительные блоки жизни, аминокислоты и нуклеиновые кислоты, могут быть преобразованы в осязаемую бактериальную жизнь, что знаменует начало эволюционного цикла.

Самая старая жизнь на Земле сохранилась в наших фрагментарных находках Ему 3,5 миллиарда лет.при этом некоторые химические данные показывают, что это может быть так Ему около 3,8 миллиардов лет.. Ученые предположили, что жизнь могла быть старше, но у нас нет записей, подтверждающих это.

Наше новое исследование Опубликовано в Естественные науки о Земле Это первое свидетельство существования пресной воды и суши на Земле 4 миллиарда лет назад. Знание того, когда колыбель жизни – вода и земля – впервые появилась на Земле, в конечном итоге дает ключ к пониманию того, как мы появились.

Вода и Земля: суть жизни

Представьте, что вы вошли в машину времени и вернулись на 4 миллиарда лет назад. Когда диски останавливаются, вы смотрите и видите вокруг себя огромный океан. Он не синий, как вы его знаете, а коричневый с содержанием железа и других растворенных минералов. Вы смотрите на небо и видите темно-оранжевое небо, наполненное смогом из углекислого газа и регулярными вспышками приближающихся метеоров. Неприветлив к жизни.

Вот как, по мнению ученых, выглядела Земля 4 миллиарда лет назад. Но ты это сделал?

Как только вы оставляете всякую надежду в жизни, вы замечаете ее на горизонте: Землю. Переведя машину времени в режим путешествия, вы пролетите через пространство, состоящее из выступающих камней и земли.

Вы быстро поймете, что попали на вулканический остров, по бокам которого течет лава. Но вы также чувствуете капли дождя на своем носу и замечаете, как вода собирается в небольшие лужи у подножия вулкана. Осторожно кладешь руки и пробуешь на вкус… он свежий. Первые свидетельства наличия пресной воды на Земле появились как минимум 4 миллиарда лет назад.

Пресная вода и развивающаяся земля идут рука об руку. Если бы вся Земля была под водой, все, что у вас было бы, это соленая океанская вода. Это происходит потому, что соленая вода стремится уйти под землю – явление, известное как просачивание морской воды.

Итак, если вы найдете пресную воду, у вас должна быть суша, и достаточно большая ее площадь.

Откуда мы знаем, что на ранней Земле была пресная вода и суша?

Пресная вода сильно отличается от морской. Очевидно, скажете вы, но как узнать, существует ли одно или оба на Земле, если на самом деле вы не можете вернуться в машину времени?

Ответ находится в летописях горных пород и химических сигналах, сохранившихся в этой капсуле времени. Возраст Земли чуть более 4,5 миллиардов лет, а возраст самых старых горных пород, обнаруженных учеными, составляет чуть более 4 миллиардов лет.

Чтобы по-настоящему понять нашу планету в первые 500 миллионов лет ее существования, нам нужно обратиться к кристаллам, которые когда-то произошли из древних пород и в конечном итоге отложились в более молодых породах.

В отличие от горных пород, древнейшие сохранившиеся кристаллы имеют гораздо более древнее происхождение. Целых 4,4 миллиарда лет назад. Основная часть этих ультра-старых кристаллов происходит из одного места на Земле: Джек-Хиллз на среднем западе Западной Австралии.

И именно туда мы и пошли. Мы датировали более тысячи кристаллов минерала циркона, известного своей исключительной устойчивостью к выветриванию и изменениям.

Это очень важно, поскольку в течение миллиардов лет многие последующие процессы могут стереть первоначальный химический сигнал при первом образовании кристаллов. Большинство других типов минералов легко изменить, и этот процесс сотрет их первоначальный химический состав и не даст нам никаких ключей к разгадке глубокого прошлого Земли.

Действительно древние зерна

Наша работа показывает, что около 10% всех проанализированных нами кристаллов имели возраст более 4 миллиардов лет. Это может показаться небольшим, но это огромное количество очень древних зерен по сравнению с другими местами по всему миру.

Чтобы выяснить, содержат ли эти зерна пресноводный рекорд, мы использовали небольшие ионные лучи на датированных зернах циркона, чтобы измерить соотношение более тяжелого и более легкого кислорода. Это соотношение, известное как соотношение изотопов кислорода, считается примерно постоянным во времени для морской воды, но намного меньше для пресной воды.

Очевидно, что небольшая часть кристаллов циркона, образовавшихся 4 миллиарда лет назад, имела очень легкий отпечаток, который мог образоваться только в результате взаимодействия пресной воды и камня.

Циркон очень устойчив к изменениям. Чтобы циркон в Джек-Хиллз имел этот легкий кислородный признак, породы, которые были изменены пресной водой, должны были расплавиться, а затем повторно затвердеть, чтобы передать легкий изотопный кислородный признак нашему циркону.

Таким образом, 4 миллиарда лет назад на Земле должна была быть пресная вода.

Зародилась ли жизнь очень рано в истории Земли – это вопрос, в котором мы пока не можем быть уверены. Но мы, по крайней мере, нашли свидетельства того, что колыбель жизни на Земле существовала где-то 4 миллиарда лет назад, что является очень ранним периодом в 4,5-миллиардной истории нашей планеты.

Дополнительная информация:
Хамид Гамаль Эль-Дин и другие, начало гидрологического цикла Земли четыре миллиарда лет назад или раньше, Естественные науки о Земле (2024). дои: 10.1038/s41561-024-01450-0

Информация о журнале:
Естественные науки о Земле


READ  Tianwen-1: китайский марсианский зонд сфотографировал всю Красную планету