Железосодержащие флюиды запускают абиотический органический синтез в доломитовом мраморе, проливая свет на происхождение ранней жизни

Исследовательская группа под руководством профессоров Го Шуня и Лю Цзинбо из Института геологии и геофизики Китайской академии наук, в сотрудничестве с Чжэцзянским океаническим университетом, представила прямое геологическое доказательство того, что инфильтрация кремнекислых флюидов, богатых хлоридом железа (FeCl₂), в доломитовый мрамор запускает реакции декарбонизации. Эти реакции генерируют газообразный водород (H₂) и магнетит, которые, в свою очередь, действуют как катализаторы для абиотического органического синтеза. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Это открытие важно, поскольку абиотический синтез органических соединений в недрах Земли мог заложить материальную и энергетическую основу для возникновения ранней жизни. Ранее считалось, что ключевой процесс генерации H₂ — серпентинизация ультраосновных пород — протекает в приповерхностных условиях. Новое исследование показывает, что аналогичные процессы с сопоставимой продукцией водорода (72–142 ммоль/кг породы) могут происходить и в экстремальных условиях высоких давлений (>1.0 ГПа) и температур (670–800°C) в ходе метаморфизма.

Ключевым методом стало высокоразрешающее рамановское картирование 5000 включений в цирконах из метасоматических мраморов Сулуского сверхвысокометаморфического пояса. Оно выявило присутствие органических соединений — вевеллита (CaC₂O₄ • H₂O), неупорядоченного углеродистого материала и метана (CH₄) — в тесной ассоциации с продуктами декарбонизации. Моделирование показало, что магнетит, образовавшийся в ходе реакции, катализировал реакции типа Фишера — Тропша, превращая CO₂ и H₂ в CH₄ и более сложные органические структуры.