Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Ученые Санкт‑Петербургского университета изучили вулканические породы с самородным железом с острова Диско (Гренландия) и показали, что такие породы могли выступать источником фосфора для возникновения первых живых организмов, а их формирование было возможно в условиях древней Земли.
Как рассказал первый автор статьи, доцент СПбГУ (кафедра минералогии) Олег Верещагин, во время изучения вулканических пород с острова Диско ученые обнаружили целый комплекс фосфорсодержащих минералов, ассоциирующих с самородным железом. При этом некоторые из них содержат фосфор в отрицательной степени окисления. Именно такие соединения могли быть источниками фосфора, необходимого для возникновения первых живых организмов (пребиотического фосфора).
Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Geoscience Frontiers.
К настоящему времени в научной литературе преобладает мнение, что источником пребиотического фосфора являлись метеориты, так как минералы, содержащие фосфор в отрицательной степени окисления, практически не встречаются на Земле. Совместные исследования ученых Санкт‑Петербургского университета и Удмуртского федерального исследовательского центра позволили по‑новому взглянуть на эту проблему и показали, что в земных условиях могут образовываться значительные скопления таких минералов.
Кислород является одним из основных элементов земной коры. Поэтому почти все железо в земной коре встречается в виде оксидов (гематита и магнетита). Появление самородного железа предполагает практически полное отсутствие кислорода в минералообразующей системе, что в земных условиях реализуется крайне редко. При этом геохимические циклы железа и фосфора очень связаны. Именно резко восстановительные условия и обилие железа привели к формированию значительного количества минералов, содержащих фосфор в отрицательной степени окисления.
Первый автор статьи, доцент СПбГУ (кафедра минералогии) Олег Верещагин
Он добавил, что при изучении вулканитов острова Диско в распоряжении ученых СПбГУ был целый ряд локальных инструментальных методов, ранее не использовавшихся для таких объектов. Это позволило выявить серию редких и необычных минералов, установить закономерности их формирования и сделать предположения о путях возникновения первых органических молекул.
«В частности, мы установили ряд минералов, характерных для метеоритов (таких как никельфосфид, шрейберзит, тенит, безводные фосфаты железа с натрием). Наконец, мы обратили внимание на примесь фосфора в самородном железе и сделали предположение, что не только фосфиды, но и железо могло быть источником пребиотического фосфора», ― заметил Олег Верещагин.
Фосфор ― один из ключевых элементов, необходимых для возникновения и поддержания жизни. Одна из основных концепций предполагает, что источником растворимого реакционноспособного фосфора могут быть фосфиды, которые содержат его в отрицательной степени окисления и легко окисляются до химически активных соединений фосфора.
Доцент СПбГУ (кафедра минералогии) Олег Верещагин
«Тем не менее фосфиды практически не известны на современной Земле, так как они образуются в резко восстановительных условиях. Самородное железо, доминирующий компонент в минеральной ассоциации фосфидов, также может быть источником фосфора, поскольку оно легко окисляется и может содержать достаточное количество фосфора», ― уточнил доцент СПбГУ Олег Верещагин.
Исследование ученых СПбГУ показывает, что породы с самородным железом могли формироваться в условиях ранней Земли при контакте базальтов в приповерхностных условиях с сильным восстановителем (углеводородами, метаном или водородом).
В дальнейшем ученые СПбГУ планируют изучить другие объекты с самородным железом, уделив особое внимание редким и необычным минералам. Так, в ближайших планах ― исследование знаменитых месторождений самородного железа из Сибири.
Работа была выполнена при поддержке гранта РНФ (№ 23-77-10025). Исследование проводилось на базе Научного парка СПбГУ: ресурсного центра «Оптические и лазерные методы исследования вещества», РЦ «Центр микроскопии и микроанализа», РЦ «Геомодель» и РЦ «Наноконструирование фотоактивных материалов (нанофотоника)».
Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт‑Петербургский университет отмечает свой 300‑летний юбилей.
План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства Р Ф Дмитрий Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300‑летия Санкт‑Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову.
По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт‑Петербургского университета. В день 300‑летия Университета на Ростральных колоннах зажгли факелы. Дворцовый мост украсили флаги Университета, а общественный транспорт — его символика. На новых туристических картах города появятся здания СПбГУ, вблизи них будут размещены тематические и исторические материалы. В мае 2024 года Университет примет участие в праздновании Дня города, а знаменитый праздник выпускников «Алые паруса» будет посвящен юбилеям СПбГУ и Российской академии наук. Также Университет запустил сайт, посвященный предстоящему празднику, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях празднования юбилея.