_ Oamenii de știință dezvăluie posibilul rol al fierului sulfuri în crearea vieții în izvoarele termale terestre

O echipă internațională de oameni de știință a publicat un studiu care evidențiază rolul potențial al fierului sulfuri în formarea vieții în izvoarele termale terestre timpurii ale Pământului. Potrivit cercetătorilor, sulfurile ar putea să fi catalizat reducerea dioxidului de carbon gazos în molecule organice prebiotice prin căi neenzimatice.

Această lucrare, apărută în Nature Communications, oferă noi perspective asupra ciclurilor timpurii ale carbonului și substanțelor chimice prebiotice ale Pământului. reacții, subliniind importanța sulfurilor de fier în susținerea originii vieții din izvoarele termale terestre ipoteză.

Studiul a fost realizat de dr. Nan Jingbo de la Institutul de Geologie și Paleontologie Nanjing, Academia Chineză de Științe; Dr. Luo Shunqin de la Institutul Național pentru Știința Materialelor din Japonia; Dr. Quoc Phuong Tran de la Universitatea din New South Wales, Australia, și alți cercetători.

Sulfurile de fier, abundente în sistemele hidrotermale ale Pământului timpuriu, ar fi putut facilita reacții chimice prebiotice esențiale, similare cu funcția cofactorilor. în sistemele metabolice moderne. Studiile anterioare despre sulfurile de fier și originea vieții s-au concentrat în primul rând pe gurile hidrotermale alcaline de adâncime, care oferă condiții favorabile precum temperatură ridicată, presiune, gradienți de pH și hidrogen (H2) din serpentinizare - factori despre care se crede că susțin fixarea carbonului prebiotic.

Cu toate acestea, unii oameni de știință au propus izvoarele termale terestre ca un alt cadru plauzibil pentru originile vieții, datorită bogatului lor mineral conținut, diverse substanțe chimice și lumină solară abundentă.

Pentru a explora rolul sulfurilor de fier în fixarea carbonului prebiotic terestru, echipa de cercetare a sintetizat o serie de sulfuri de fier la scară nanometrică din mackinawite, inclusiv sulfură de fier pură și sulfuri de fier dopate. cu elemente comune de izvoare termale, cum ar fi mangan, nichel, titan și cobalt.

Experimentele lor au arătat că aceste sulfuri de fier ar putea cataliza reducerea CO2 determinată de H2 la temperaturi specifice (80-120 °C) și presiunea atmosferică. Cromatografia gazoasă a fost folosită pentru a cuantifica producția de metanol.

Studiul a constatat că sulfurile de fier dopate cu mangan au prezentat o activitate catalitică deosebit de mare la 120 °C. Această activitate a fost îmbunătățită și mai mult de lumina UV-vizibilă (300–720 nm) și UV intensificată (200–600 nm), sugerând că lumina soarelui ar putea juca un rol în conducerea acestei reacții prin facilitarea proceselor chimice. În plus, introducerea vaporilor de apă a stimulat activitatea catalitică, susținând și mai mult faptul că izvoarele termale terestre încărcate de vapori ar fi putut servi drept locuri cheie pentru sinteza organică neenzimatică pe Pământul timpuriu.

Pentru a investiga în continuare mecanismul din spatele H2- cauzată de reducerea CO2, echipa a efectuat analize in situ utilizând spectroscopie cu transformată Fourier în infraroșu cu reflectanță difuză (DRIFTS).

Rezultatele au indicat că reacția probabil se desfășoară prin calea inversă a deplasării apă-gaz (RWGS), în care CO2 este mai întâi redus la monoxid de carbon (CO), care este ulterior hidrogenat pentru a forma metanol.

Calculele din teoria funcțională a densității (DFT) furnizate perspective suplimentare, care dezvăluie că dopajul cu mangan nu numai că a scăzut energia de activare a reacției, dar a introdus și locuri de transfer de electroni foarte eficiente, sporind astfel eficiența reacției. Caracteristicile redox ale sulfurilor de fier le fac similare din punct de vedere funcțional cu enzimele metabolice moderne, oferind o bază chimică pentru fixarea carbonului prebiotic.

Această cercetare subliniază potențialul sulfurilor de fier de a cataliza fixarea carbonului prebiotic în izvoarele termale terestre timpurii ale Pământului. , deschizând noi direcții pentru explorarea originilor vieții și susținând eforturile de căutare a vieții extraterestre.

(Fluierul)