Гидротермальное поле "Затерянный город" производит жизненно важные химические вещества с невиданной для "черных курильщиков" скоростью

Критически важные для жизни углеводороды образуются в результате простого взаимодействия морской воды с горными породами под гидротермальным полем "Затерянный город" в центральной части Атлантического океана. Способность производить такие "строительные блоки жизни" делает системы, подобные "Затерянному городу", еще более сильными кандидатами на роль мест, где могла зародиться жизнь на Земле. Исследователи исключили биосферный углерод как компонент углеводородов в флюидах "Затерянного города".

Углеводороды — молекулы с различными комбинациями атомов водорода и углерода — ключевы для клеточной жизни. "Генерация углеводородов была самым первым шагом, иначе Земля осталась бы безжизненной", — говорит ведущий автор исследования Гиора Проскуровски. Некоторые ученые полагают, что первые строительные блоки жизни попали из космоса, другие же предполагают, что нужные ингредиенты были созданы геологическими процессами на Земле, возможно, в гидротермальных системах.

"Затерянный город", открытый в 2000 году, кардинально отличается от известных с 1970-х годов "черных курильщиков". Его структуры почти целиком состоят из карбоната (как известняк в пещерах) и имеют цвет от белого до кремового и серого. Самое большое образование, названное "Посейдон", высотой с 18-этажный дом. Вода здесь нагревается не магмой, а теплом, выделяемым в процессе серпентинизации — химической реакции между морской водой и породами мантии. Именно эта реакция является причиной образования углеводородов.

Исследователи выяснили, что реакция между породой и морской водой в "Затерянном городе" производит в 10–100 раз больше водорода и углеводорода метана, чем типичная система "черных курильщиков" на срединно-океанических хребтах. Образующиеся здесь углеводороды имеют более высокие концентрации и более сложный состав. Анализ показал, что эти углеводороды не образуются из атмосферного CO₂, растворенного в морской воде, и не происходят из современной биосферы.

"Затерянный город" уникален еще и тем, что химические реакции на морском дне производят ацетат, формиат, водород и щелочные флюиды. Согласно работам других ученых, все эти вещества могли быть ключевыми для возникновения жизни. Ацетат и формиат, найденные в флюидах, могли быть важным источником энергии для предков метаногенов — микроорганизмов, питающихся метаном в таких местах, как "Затерянный город".

Поле расположено примерно в 3700 км к востоку от Флориды, на Срединно-Атлантическом хребте, на глубине 790 м. Местные микроорганизмы процветают в щелочных флюидах, питаясь метаном и водородом, в отличие от обитателей "черных курильщиков", которые приспособились к кислой воде и используют CO₂. Ученые уверены, что подобные "Затерянному городу" поля существуют и в других местах, где породы мантии вынесены на морское дно, подвергаясь воздействию морской воды и серпентинизации.