Ученые раскрыли секрет, когда океан перестал быть слишком кислым для начала жизни.

История Земли охватывает более 4,5 миллиарда лет, и за это время наша планета пережила множество изменений. Например, считается, что первые океаны Земли были слишком кислыми для существования жизни. В новом исследовании ученые сосредоточились на оценке временных рамок этого процесса, сообщает IFLScience.

В рамках нового исследования команда из Йельского университета проанализировала временные рамки процессов, которые привели к этим изменениям. Результаты показывают, что мировой океан стал достаточно раскисленным и достиг необходимого уровня pH для появления первых организмов примерно 500 миллионов лет назад.

Современные океаны Земли имеют слегка щелочной характер, с pH около 8,1. Повышение уровня углекислого газа в атмосфере влияет на этот процесс — известный как закисление океанов — но предполагается, что значение останется выше нейтральной отметки 7, что является положительным моментом. Однако даже незначительное увеличение кислотности океана негативно сказывается на некоторых организмов с раковинами, тогда как действительно кислый океан, даже в малых количествах, считается несовместимым с жизнью, так как мешает образованию органических молекул.

Тем не менее, ученые утверждают, что условия на ранней Земле способствовали образованию чрезвычайно кислых океанов, пока тектонические процессы не изменили химию океана. По словам первого автора исследования, доктора Мэна Го, который ранее работал в Йельском университете, для понимания момента появления жизни на планете крайне важно осознать, как и когда на Земле возник океан с более нейтральным pH.

В ходе исследования Го и профессор Цзюнь Коренага оценили время, необходимое для достижения этих процессов, чтобы океаны стали пригодными для жизни. Если ученые правы, то в течение первых 500 миллионов лет в истории Земли океаны не могли поддерживать жизнь. Участки с более низким pH могли существовать в полуизолированных заливах, где обмен с мировым океаном был минимальным, но не намного дальше.

Новое открытие ученых создает парадокс, поскольку возраст Земли составляет более 4,5 миллиарда лет, а молекулярные часы указывают на появление первых форм жизни около 4,2 миллиарда лет назад — до того, как, согласно мнению ученых, океаны стали пригодными для жизни.

Авторы исследования отмечают, что существует несколько возможных объяснений этого парадокса. Во-первых, новая оценка ученых может быть ошибочной; во-вторых, достоверность молекулярных часов также может быть поставлена под сомнение; в-третьих, это может касаться вопроса о том, началась ли жизнь в гидротермальных источниках на морском дне или в островных прудах.

Ученые согласны в том, что моделирование долгосрочной эволюции кислотности океана представляет собой сложную задачу, поскольку затрагивает почти все компоненты земной системы: атмосферу, океан, кору и мантию.

Моделируя скорость выветривания силикатов морского дна и первых протоконтинентов, а также поглощение углекислого газа океаном из атмосферы, Го и Коренага оценивают начальный pH около 5, достигая нейтрального значения 4 миллиарда лет назад. Авторы исследования полагают, что их работа будет важна и для поиска жизни на других планетах.