Добавить новость
ru24.net
News in English
Август
2024

How did life begin on Earth? A lightning strike of an idea.

0

About four billion years ago, Earth resembled the set of a summer sci-fi blockbuster. The planet’s surface was a harsh and barren landscape, recovering from hellish asteroid strikes, teeming with volcanic eruptions, and lacking enough nutrients to sustain even the simplest forms of life.

The atmosphere was composed predominantly of inert gases like nitrogen and carbon dioxide, meaning they did not easily engage in chemical reactions necessary to form the complex organic molecules that are the building blocks of life. Scientists have long sought to discover the key factors that enabled the planet’s chemistry to change enough to form and sustain life.

Now, new research zeroes in on how lightning strikes may have served as a vital spark, transforming the atmosphere of early Earth into a hotbed of chemical activity. In the study, published in Proceedings of the National Academy of Sciences, a team of Harvard scientists identified lightning-induced plasma electrochemistry as a potential source of reactive carbon and nitrogen compounds necessary for the emergence and survival of early life.

“The origin of life is one of the great unanswered questions facing chemistry,” said George M. Whitesides, senior author and the Woodford L. and Ann A. Flowers University Research Professor in the Department of Chemistry and Chemical Biology. How the fundamental building blocks of “nucleic acids, proteins, and metabolites emerged spontaneously remains unanswered.”

One of the most popular answers to this question is summarized in the so-called RNA World hypothesis, Whitesides said. That is the idea that available forms of the elements, such as water, soluble electrolytes, and common gases, formed the first biomolecules. In their study, the researchers found that lightning could provide accessible forms of nitrogen and carbon that led to the emergence and survival of biomolecules.

A plasma vessel used to mimic cloud-to-ground lightning and its resulting electrochemical reactions. The setup uses two electrodes, with one in the gas phase and the other submerged in water enriched with inorganic salts.

Credit: Haihui Joy Jiang

Researchers designed a plasma electrochemical setup that allowed them to mimic conditions of the early Earth and study the role lightning strikes might have had on its chemistry. They were able to generate high-energy sparks between gas and liquid phases — akin to the cloud-to-ground lightning strikes that would have been common billions of years ago.

The scientists discovered that their simulated lightning strikes could transform stable gases like carbon dioxide and nitrogen into highly reactive compounds. They found that carbon dioxide could be reduced to carbon monoxide and formic acid, while nitrogen could be converted into nitrate, nitrite, and ammonium ions.

These reactions occurred most efficiently at the interfaces between gas, liquid, and solid phases — regions where lightning strikes would naturally concentrate these products. This suggests that lightning strikes could have locally generated high concentrations of these vital molecules, providing diverse raw materials for the earliest forms of life to develop and thrive.

“Given what we’ve shown about interfacial lightning strikes, we are introducing different subsets of molecules, different concentrations, and different plausible pathways to life in the origin of life community,” said Thomas C. Underwood, co-lead author and Whitesides Lab postdoctoral fellow. “As opposed to saying that there’s one mechanism to create chemically reactive molecules and one key intermediate, we suggest that there is likely more than one reactive molecule that might have contributed to the pathway to life.”

The findings align with previous research suggesting that other energy sources, such as ultraviolet radiation, deep-sea vents, volcanoes, and asteroid impacts, could have also contributed to the formation of biologically relevant molecules. However, the unique advantage of cloud-to-ground lightning is its ability to drive high-voltage electrochemistry across different interfaces, connecting the atmosphere, oceans, and land.

The research adds a significant piece to the puzzle of life’s origins. By demonstrating how lightning could have contributed to the availability of essential nutrients, the study opens new avenues for understanding the chemical pathways that led to the emergence of life on Earth. As the research team continues to explore these reactions, they hope to uncover more about the early conditions that made life possible and to improve modern applications.

“Building on our work, we are now experimentally looking at how plasma electrochemical reactions may influence nitrogen isotopes in products, which has a potential geological relevance,” said co-lead author Haihui Joy Jiang, a former Whitesides lab postdoctoral fellow. “We are also interested in this research from an energy-efficiency and environmentally friendly perspective on chemical production. We are studying plasma as a tool to develop new methods of making chemicals and to drive green chemical processes, such as producing fertilizer used today.”

Harvard co-authors included Professor Dimitar D. Sasselov in the Department of Astronomy and Professor James G. Anderson in the Department of Chemistry and Chemical Biology, Department of Earth and Planetary Sciences, and the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.

The study not only sheds light on the past but also has implications for the search for life on other planets. Processes the researchers described could potentially contribute to the emergence of life beyond Earth.

“Lightning has been observed on Jupiter and Saturn; plasmas and plasma-induced chemistry can exist beyond our solar system,” Jiang said. “Moving forward, our setup is useful for mimicking environmental conditions of different planets, as well as exploring reaction pathways triggered by lightning and its analogs.”




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Заместитель управляющего Отделением Фонда пенсионного и социального страхования Российской Федерации по г. Москве и Московской области Алексей Путин: «Клиентоцентричность - наш приоритет»

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области напоминает: Социальный фонд проинформирует самозанятых о формировании пенсионных прав

СВОИХ НЕ БРОСАЕМ!

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики


Россиянам раскрыли цены на новогодний отдых в отелях Египта по системе "Всё включено"

100-летний юбилей отметили плановые органы Свердловской области

Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.

Московские врачи спасли пациента с разрывом сердца


Mike Tyson, 58, appears to make retirement U-turn hours after calling out Logan Paul following loss to brother Jake

Coach set for crunch talks with Real Madrid giant; could have big bearing on Liverpool colossus

Embezzlement trial poses 'significant threat' to Le Pen's 2027 presidential run

Coach Scaloni delivers key message to Messi and Argentina players about team composition for 2025


Обновление RooX UIDM: усиленная аутентификация при входе в Linux

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики

Гладь сухой воды...


At last, democracy has come to Helldivers 2: A new Democracy Space Station lets players vote on which planet gets bombarded for truth and justice every 24 hours

A War Of A Madman's Making is a quietly brilliant, totally free political sim where you have to try to survive as a deranged dictator's henchman

Unreal Gold and Unreal Tournament are now free on the Internet Archive, and Epic says that's A-okay

If you spend more time downloading Skyrim mods than actually playing them, 'Vanilla Plus' modding is the excuse you need to dive back in


Потрібні партнери в Україні та країнах СНД з експорту авто з Китаю


Агентство «IT monitoring» запускает пилотную версию онлайн-реестра IT-ассоциаций

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области напоминает: Социальный фонд проинформирует самозанятых о формировании пенсионных прав

Заместитель управляющего Отделением Фонда пенсионного и социального страхования Российской Федерации по г. Москве и Московской области Алексей Путин: «Клиентоцентричность - наш приоритет»




Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области напоминает: Социальный фонд проинформирует самозанятых о формировании пенсионных прав

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики

Первый детский телефон Elari GamePhone уже в продаже

Открытие ETRO HOME: итальянская роскошь в каждом элементе интерьера


При силовой поддержке столичного спецназа Росгвардии задержаны подозреваемые в совершении противоправных действий

Посол Ирана Джалали подтвердил отсутствие проблем в вопросе заключения договора с Россией о стратегическом сотрудничестве

СВОИХ НЕ БРОСАЕМ!

Купить вертолёт посоветовал жалующимся на плохую дорогу жителям глава воронежского села


Касаткина остаётся в топ-10 рейтинга WTA, Шнайдер и Калинская сохранили позиции

Медведев — о целях на сезон: надо заново попробовать чуть с меньшей самоуверенностью

Медведев опустился на пятое место в рейтинге ATP по итогам сезона

Рублев — об Итоговом турнире ATP: «Я сыграл три неплохие встречи с правильным рассудком»


Песков сообщил, что корректировки ядерной доктрины почти сформулированы

Силовики задержали подозреваемого в ограблении мужчины в отделении банка

Рисовали с мастером натюрморт

Смерть артиста. Профессор Воробьев: врачи подарили Левкину 20 лет жизни


Музыкальные новости

Мать кинокритика Антона Долина задерживали в московском аэропорту из-за таблеток от головной боли

«Тальков был любовником Пугачевой». Сеть кипит от признаний Наджиева и Лозы

«Приятно, что талантливые люди изучают моё творчество!» Ольга Бузова ответила на критику Алексея Чумакова в шоу «Ярче звёзд» на ТНТ

Солист группы Rammstein Тилль Линдеманн заплатит 67 миллионов рублей за отмену концерта в Твери



Сотрудники Пушкинского отдела вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по Московской области задержали 38-летнего местного жителя, который тайно похитил товар из супермаркета

Агентство «IT monitoring» запускает пилотную версию онлайн-реестра IT-ассоциаций

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области напоминает: Социальный фонд проинформирует самозанятых о формировании пенсионных прав

«Грузовичкоф» принял участие в открытии Общественной приемной по вопросам логистики


Участники из Бразилии и Мадагаскара победили в финале Международного конкурса детской авторской песни «Наше поколение»

Сотрудники Пушкинского отдела вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по Московской области задержали 38-летнего местного жителя, который тайно похитил товар из супермаркета

Путин пригласил президента Абхазии на празднование 80-летия Победы в Москве

Кажетта Ахметжанова: почему опасно оставлять свои локоны в салонах красота


«Грузовичкоф» делится лучшими практиками на конференции «Грузоперевозки 2024»

Какой минивэн купить до 1 млн рублей: рейтинг лучших вариантов

Сотрудники вневедомственной охраны Главного управления Росгвардии по г. Москве оказали помощь женщине, у которой во время прогулки случился приступ эпилепсии.

В Москве отремонтируют 34 многоквартирных дома с арочными окнами


Махинации на 175 миллиардов: дело молдавского политика Усатого передали в суд

Путин продлил полномочия ректоров МГУ и СПбГУ

Путин пригласил президента Абхазии на празднование 80-летия Победы в Москве

Лукашенко сообщил, предлагал ли Путин жить в одном государстве





Команда медработников из Самарской области прошла в финал олимпиады по оценке умений и навыков оказания экстренной медицинской помощи

Диетолог Соломатина: от бесконтрольного приема «Оземпика» ухудшается зрение

Делегация от Псковской области приняла участие в Олимпиаде среди медицинских работников

Специалист клиники «Мегастом» Светлана Фролова: гингивит у детей - симптомы, профилактика и лечение


Американское издание: Решение Вашингтона по ATACMS сделало Зеленского «ходячим

«Ракеты сами за себя скажут»: США разрешили Киеву удары вглубь РФ около трех дней назад — Axios


Команда медработников из Самарской области прошла в финал олимпиады по оценке умений и навыков оказания экстренной медицинской помощи

Делегация от Псковской области приняла участие в Олимпиаде среди медицинских работников

«Спартак» разгромил «Адмирал» в КХЛ. Рубцов оформил дубль

Росгвардейцы обеспечили безопасность на спортивном мероприятии в Москве


Василий Анохин и его команда по приглашению белорусского президента работают в Минске

Лукашенко: РФ и Белоруссия справятся с любыми вызовами, главное держаться вместе

Смоленский губернатор возложил венок к монументу Победы в Минске

Лукашенко сообщил, предлагал ли Путин жить в одном государстве



Собянин: Москва признана лидером по количеству музеев среди глобальных городов

Сергей Собянин: Дополнительный участок МСД сделает поездки на юге Москвы быстрее

Собянин сообщил, что столица заняла первое место по количеству музеев

Сергей Собянин: Возводим сложный участок трассы


Двадцать электробусов вышли на маршруты в двух округах Москвы

Красношейную поганку обнаружили в Строгинской пойме

Ростовская АЭС получила высокую оценку состояния безопасности Московского центра ВАО АЭС

Строгино – самый экологичный район старой Москвы


В Кремле назвали условия для восстановления отношений с США

Купить вертолёт посоветовал жалующимся на плохую дорогу жителям глава воронежского села

Дом архитектора Сергея Гончарова в Трехпрудном переулке отремонтируют

По результатам встречи главы муниципалитета с жителями начались работы на улице Локомотивной, 6


В Архангельске объявили о штормовом предупреждении с порывами ветра до 19 метров в секунду

Подмосковных фермеров пригласили на межрегиональный форум

В Поморье проходит третий форум победителей конкурсов грантов губернатора Архангельской области

Вкус победы: подведены итоги премии WHERETOEAT Northwest


Разыскиваемая за убийство внуков в 1999 году в Иркутске пенсионерка нашлась живой в Крыму

На митинге в Симферополе потребовали убрать названия улиц в честь «палачей русского народа»

Выставка-экспозиция "Вместе с книгой мы растем"

Домашний ужин или офисный обед — где заказать пиццу в Симферополе?


Рубли грозят обесцениться: как сохранить накопления

В Зюзино завершено обновление здания медицинского образовательного учреждения

Силовики задержали подозреваемого в ограблении мужчины в отделении банка

Посол Ирана Джалали подтвердил отсутствие проблем в вопросе заключения договора с Россией о стратегическом сотрудничестве












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
ATP

Рублев — об Итоговом турнире ATP: «Я сыграл три неплохие встречи с правильным рассудком»






СВОИХ НЕ БРОСАЕМ!

Песков: Путин регулярно обсуждает с Совбезом острые, стратегические вопросы

Силовики задержали подозреваемого в ограблении мужчины в отделении банка

Рисовали с мастером натюрморт