Международная группа исследователей изучила роль сульфидов железа в формировании жизни на ранней Земле. Ученые доказали, что эти соединения могли катализировать превращение углекислого газа в органические молекулы под действием водорода и солнечных лучей. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Ранее основное внимание уделялось лишь глубоководным гидротермальным источникам, но новое исследование выявило, что наземные горячие источники, богатые минералами и химическими веществами, также могли способствовать зарождению жизни.
"Сульфиды железа, такие как макиннавит, функционируют как современные ферменты, ускоряя реакции карбонового цикла в условиях горячих источников", — отмечает доктор Нань Цзинбо, один из авторов исследования.
Ученые синтезировали наночастицы сульфидов железа, добавив к ним элементы, характерные для горячих источников: марганец, никель, титан и кобальт. В результате было установлено, что марганец-допированные соединения проявляют наиболее высокую активность при температурах 120 °C, особенно под воздействием ультрафиолета и водяного пара.
Анализ с помощью инфракрасной спектроскопии показал, что реакция шла через обратный водно-газовый цикл: углекислый газ превращался в монооксид углерода, а затем — в метанол. Расчеты по методу функционала плотности подтвердили, что марганец снижает энергию активации реакции и усиливает передачу электронов, повышая ее эффективность.
Полученные данные подтверждают, что горячие источники на ранней Земле могли быть местом первого органического синтеза и имели все необходимые условия для возникновения жизни. Открытие также поможет изучить роль подобных химических процессов в поиске жизни на других планетах, где могут существовать аналогичные горячим источникам условия.
