Японские ученые из Токийского технологического института открыли неорганические наноструктуры, расположенные в глубинах океана. Эти формации способны производить энергию, которая могла дать толчок к появлению жизни на Земле. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).
Команда обнаружила наноструктуры вблизи глубоководных гидротермальных источников. Специалисты выяснили, что структуры самоорганизуются и действуют как селективные ионные каналы, генерируя электричество.
Гидротермальные жерла считаются местом зарождения жизни на Земле, поскольку они обеспечивают необходимые условия: они стабильны, богаты минералами и содержат источники энергии.
Когда морская вода просачивается в недра Земли через трещины в дне океана, она нагревается магмой и возвращается на поверхность. Поднимающаяся жидкость содержит растворенные минералы. При контакте с холодной морской водой химические реакции вытесняют минеральные ионы. Эти элементы остаются на дне в виде твердого осадка.
В новом исследовании ученые изучили образцы, собранные с гидротермального поля Синкая в Марианской впадине Тихого океана на глубине 5743 метра. Ключевым объектом оказался 84-сантиметровый обломок, состоящий из брусита (гидроксида магния). Как показал анализ, наноканальная структура кристаллов минерала делает возможным преобразование энергии в неорганической породе.
Команда использовала электрод для регистрации вольт-амперной характеристики образцов. Когда образцы подвергались воздействию высоких концентраций хлорида калия, проводимость была пропорциональна концентрации соли на поверхности нанопор.
Но при более низких концентрациях проводимость была постоянной, а не пропорциональной и определялась локальным электрическим зарядом поверхности осадка. Этот управляемый зарядом ионный транспорт очень похож на потенциал-зависимые ионные каналы, наблюдаемые в живых клетках, таких как нейроны.
По словам специалистов, такое преобразование энергии в неорганических материалах имеет последствия на происхождения жизни как на Земле, так и за ее пределами. Кроме того, схожий процесс можно использовать для генерации электричества.