Японские исследователи из Токийского технологического института обнаружили необычные неорганические наноструктуры вблизи гидротермальных источников на глубине океана. Эти структуры способны производить энергию, что могло бы стать ключом к появлению жизни на Земле. Их работа опубликована в научном журнале Nature Communications.
Обнаруженные наноструктуры располагаются в глубоководных гидротермальных источниках и имеют способность к самоорганизации. Они функционируют как избирательные ионные каналы, генерирующие электричество. Гидротермальные жерла, богатые минералами и стабильными источниками энергии, считаются одним из потенциальных мест зарождения жизни на нашей планете.
Процесс, приводящий к образованию этих наноструктур, начинается с проникновения морской воды в трещины океанского дна. При нагревании магмой она возвращается на поверхность, обогащенная растворенными минералами. На границе контакта горячей воды с холодной морской происходит химическая реакция, оставляющая минеральные ионы на дне в виде твердого осадка.
Основной объект исследования — 84-сантиметровый обломок минерала брусита, обнаруженный на глубине 5743 метра в гидротермальном поле Синкая в Марианской впадине. Его наноканальная структура позволяет преобразовывать энергию внутри неорганической породы.
В ходе эксперимента ученые изучили вольт-амперные характеристики образцов, используя электрод. Было выявлено, что при высоких концентрациях хлорида калия проводимость прямо пропорциональна концентрации соли. Однако при низких концентрациях проводимость определялась локальным зарядом поверхности наноструктур, что напоминало потенциал-зависимые ионные каналы, подобные тем, которые находятся в живых клетках.
Согласно выводам ученых, подобное преобразование энергии в неорганических материалах имеет большое значение для понимания происхождения жизни на Земле и возможного развития жизни в других местах во Вселенной. Также этот процесс может найти применение в генерации электричества.