Земная кора могла остыть до безопасной для молекул РНК температуры 4,33 млрд лет назад

Около 4,33 млрд лет назад на Земле могли совпасть два условия, важные для преджизненной химии: участки коры уже достаточно долго оставались прохладными, а гидротермальные системы, образованные ударами небесных тел, ещё встречались часто. К такому выводу пришла международная команда, смоделировавшая изменения ранней земной коры.

Работа опубликована в Nature Communications. Исследователи рассчитали, как астероиды, кометы и планетезимали нагревали кору в период от 4,5 до 3,5 млрд лет назад, и сопоставили результаты с условиями, необходимыми для гипотетического «мира РНК».

Модель учитывала данные о кратерах на Луне и содержание сидерофильных элементов в верхней мантии Земли. Авторы оценили не только разрушительное действие столкновений, но и их возможную пользу: тепло от удара могло нагревать воду, циркулирующую через расколотые породы, и создавать гидротермальные системы.

По расчётам, примерно до 4,4 млрд лет назад новые столкновения могли повторно нагревать уже остывшие участки земной коры. После этого начали появляться области, которые, остыв, больше не нагревались выше принятого в модели порога — 110 °C. При такой температуре РНК и другие важные для преджизненной химии молекулы могут сохраняться лучше.

Исследователи назвали эти участки «никогда не стерилизованными». По мере ослабления бомбардировки их становилось больше; к 4,25 млрд лет назад они, согласно модели, занимали более половины рассчитанного объёма коры.

При этом удары не только мешали стабильной химии. Они также оставляли нагретые и раздробленные породы, через которые могла циркулировать вода, образуя гидротермальные среды с теплом и химическими источниками энергии. Модель показала, что около 4,3 млрд лет назад такие системы особенно часто формировали связанные между собой группы.

Авторы выделили примерно 4,33 млрд лет назад как возможное «окно» для ранней химии: достаточно позднее, чтобы некоторые участки коры могли оставаться стабильными, но достаточно раннее, чтобы гидротермальные системы после столкновений были распространены.

Исследование не устанавливает дату появления жизни. «Мир РНК» — гипотеза о ранней стадии, когда РНК могла хранить наследственную информацию и участвовать в химических реакциях до того, как эти функции разделили ДНК и белки. Расчёты лишь указывают, когда условия для такой химии могли стать более благоприятными.

Источник: Techno-Science.net