«Палец смерти» и происхождение жизни

Ледяные сталактиты создают все условия для зарождения жизни и не менее интересны с этой точки зрения, чем гидротермальные источники.
Одно из наиболее любопытных явлений, которое можно наблюдать зимой под антарктическим льдом — формирование ледяных сталактитов. Эти полые трубки льда вырастают из ледяной поверхности, как сосульки. Но, несмотря на некоторое визуальное сходство, механизмы образования ледяных сталактитов и обычных ледяных сосулек значительно отличаются.

Долгое время этот процесс оставался малоизученным — в основном, из-за трудностей наблюдения за ледяными сталактитами. Только в 2011 году процесс формирования одного из них был снят на видео съемочной группой BBC:

Сейчас исследователи из Университета Гранады (Испания) стараются восполнить этот пробел, подробно изучая структуру, химические особенности и процесс формирования ледяных сталактитов. По словам ученых, ледяные сталактиты представляют собой один из вариантов системы, известной как «химический сад», причудливые формы которой обусловлены взаимодействием перенасыщенного раствора при температуре, близкой к точке кристаллизации, и растущих кристаллических структур. Как правило, «химический сад», выращенный ради зрелищного опыта — это группа трубчатых структур, образовавшихся при погружении солей металлов в подходящий раствор. Такие структуры встречаются и в ряде естественных условий — например, возле гидротермальных жерл — но, в отличие от ледяных сталактитов, все они растут вверх, а не вниз.

Процесс начинается подо льдом, где соленая морская вода замерзает, а соль, для которой не нашлось места в кристаллической структуре льда, выделяется, еще больше увеличивая соленость заключенной в его пустотах воды — и снижая температуру её замерзания. Если лед даст трещину — этот концентрированный раствор потечет вниз, так как его плотность выше, чем у окружающей морской воды. А поскольку его температура может быть ниже точки замерзания воды — вокруг образуется ледяная «труба».

Процесс формирования ледяных сталактитов обрастает множеством интересных с точки зрения физики вопросов. Например, отторжение соли при замерзании морской воды во многом схоже с процессом обратного осмоса, который является ключевым при опреснении. Не исключено, что более глубокое понимание этого процесса приведет к созданию улучшенных опреснительных установок.

Но, пожалуй, одно из наиболее интересных наблюдений, сделанных учеными — наличие в области формирования ледяного сталактита химических градиентов, электрических потенциалов и мембран — другими словами, ледяной сталактит, получивший после выхода фильма BBC прозвище «палец смерти», создает все условия для формирования жизни. Гидротермальные источники, в зоне которых присутствует тот же набор условий, давно заинтересовали биологов, желающих разгадать тайну появления жизни.

По мнению ученых, ледяные сталактиты могут расти не только в земных условиях — не исключено, что в океанах других планет или их спутников (например, Европы) также формируются эти подводные «сосульки».