Фосфаты – ионы, состоящие из трех атомов кислорода и одного атома фосфора, имеют решающее значение для всех известных форм жизни. Они образуют основу ДНК, РНК и АТФ (главный источник энергии для клеток), а также являются основными компонентами костей, зубов и клеточных мембран.
Около 4 миллиардов лет назад в атмосфере, как полагают ученые, было достаточно воды и углекислого газа, которые также необходимы для жизни. Однако большая часть природного фосфора планеты находилась тогда в связанном виде в твердых породах и не могла образовывать органические соединения. Ученые из Йельского университета выдвинули предположение, каким образом на Земле могли возникнуть эти необходимые соединения, сообщает LiveScience.
Согласно одной из теорий, фосфор на Земле мог появиться с метеоритов, в которых был минерал под названием шрейберзит, частично состоящий из фосфора и растворимый в воде. Однако 3,5-4,5 миллиарда лет назад, когда на Земле появилась жизнь, скорость падения метеоритов заметно упала, и это отменяет теорию «межзвездного» фосфора.
Известно, что удары молнии могут нагревать поверхность Земли до 2760°С, создавая при этом новые минералы. Йельские ученые исследовали кусок горной породы, спекшейся от удара молнии, и обнаружили внутри фрагменты фосфоросодержащего шрейберзита. Затем, используя компьютерное моделирование, они подсчитали, сколько молний могло ударять в Землю. Если сегодня над планетой вспыхивает около 560 миллионов молний в год, то 4 миллиарда лет назад, когда атмосфера Земли была значительно богаче парниковым газом CO2, их могло быть от 1 до 5 миллиардов. При этом от 100 миллионов до 1 миллиарда ударов могли приходиться на сушу.
Каждая из молний высвобождала немного фосфора, так что в сумме его могло появляться от 110 до 11 000 килограммов ежегодно, и это могло сыграть свою роль в возникновении первых молекул ДНК и РНК.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.