Учёные нашли химический процесс, который мог стать первым удобрением для жизни на Земле

Геохимики из Университета Альберты обнаружили недостающий элемент одной из величайших научных загадок — происхождения жизни на Земле. Считается, что эта судьбоносная искра возникла на дне океана, подпитываемая тёплыми, богатыми минералами гидротермальными источниками. Однако учёные долго не могли понять, как нужное «удобрение» — в частности, формы углерода и азота, необходимые для создания и поддержания жизни — могло существовать без участия солнечного света.

Схематическая диаграмма, показывающая абиотическое восстановление N₂ в глубинных флюидах, смешивание морской воды с ними и изменение океанической коры в гидротермальных системах срединно-океанических хребтов. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65711-1

Открытие ключевого химического процесса

Проанализировав образцы пород из гидротермальных источников, пробурённых на глубину около 200 метров в земную кору в Южно-Китайском море, Лонг Ли и его команда с факультета наук о Земле и атмосфере обнаружили свидетельства химического процесса — абиотического восстановления азота (ANR). Эта реакция, катализируемая минералами, вероятно, производила необходимые для жизни питательные вещества. Ключевым из них является аммоний, который, по словам Ли, критически важен для абиотического синтеза органических соединений, давших начало первой жизни.

Результаты их открытия, сделанного в сотрудничестве с группой из Южно-Китайского института океанографии, были опубликованы 28 ноября в журнале Nature Communications.

«Это определённо заполняет пробел для реакции первого шага в происхождении жизни, — говорит Ли. — Люди искали эту реакцию долгое время, но впервые у нас есть убедительные доказательства, что она происходит на Земле и, вероятно, происходила и на ранней Земле».

Последствия для условий ранней Земли

Лабораторные эксперименты уже демонстрировали реакцию ANR, но обнаружить её характерные следы в самом океане было сложно из-за загрязнения образцов современным биологическим циклом азота, отмечают авторы исследования.

Открытие также помогает пролить свет на давнюю научную проблему, известную как «парадокс слабого молодого Солнца». Он рассматривает, как жидкая вода, также необходимая для жизни, могла существовать на ранней Земле, когда солнечные лучи были слабее и, согласно климатическому моделированию, температура поверхности планеты должна была быть значительно ниже 0°C.

И тем не менее есть убедительные геологические доказательства, что планета действительно была достаточно тёплой для жидкой воды по крайней мере 4,4 миллиарда лет назад, говорит Ли. Вероятно, это было связано с парниковыми газами, такими как углекислый газ, метан и аммиак в атмосфере. Подводные гидротермальные источники могли производить эти парниковые газы, отмечает он.

Доказательства ANR в Южно-Китайском море достаточно убедительны, чтобы предположить, что это происходило и в других частях океана, добавляет учёный.

«Нам определённо нужно больше доказательств, чтобы это показать. Но поскольку условия для ANR распространены как в современных, так и в древних океанах, мы разумно предполагаем, что это могло происходить глобально на протяжении истории Земли».

Больше информации: Liheng Sun et al, Abiotic N₂ reduction in submarine hydrothermal systems could quickly fertilize prebiotic oceans, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65711-1

Источник: University of Alberta