Хотя до сих пор неизвестно, как зародилась жизнь, существует сообщество ученых, которые подозревают, что она возникла в глубоководных гидротермальных средах или вокруг них.
В таких местах вода, нагретая в результате контакта с горячими породами мантии Земли, течет в нижние слои океана, проходя через минералы, которые сами образуются в результате взаимодействия этой горячей воды с холодной морской водой. Минералы часто включают сульфиды металлов, такие как сульфид железа, также известный как пирит или золото дураков. По мере выпадения в осадок эти минеральные осадки начинают формировать каналы для горячей жерловой воды, а поскольку металлсодержащие минералы электропроводны, а составы жерловой воды и океанской воды различны, создается электрический градиент - что-то вроде естественного батарея - с током, протекающим из жерловой воды через минералы в океан.
Группа ученых под руководством Токийского технологического института/Института наук о Земле и жизни (ELSI) с помощью тщательных лабораторных экспериментов показала, что этот ток может восстанавливать минералы сульфидов металлов до самородных металлов и смешанных конгломератов сульфидов металлов/металлов, что, в свою очередь, может восстанавливать и катализировать восстановление различных органических соединений.
Команда под руководством Норио Китадаи, аффилированного ученого Токийского технологического института/Института наук о Земле и жизни (ELSI), а также ученого Японского агентства морских и земных наук и технологий (JAMSTEC), произвел ряд электрохимических реакций в лаборатории, которые, как предполагается, были вызваны в среде гидротермальных жерл раннего океанского дна. Они продемонстрировали, что сульфиды металлов, в том числе железа, меди, свинца и серебра (некоторые из которых являются обычными составляющими минералами в средах гидротермальных источников), были преобразованы в самородные металлы путем электровосстановления. В процессе также образуются комплексы сульфида металла и восстановленного металла. Было также обнаружено, что эти комплексы способствуют ряду органических химических реакций, необходимых в современной жизни. Авторы полагают, что металлы и сульфиды металлов служили восстановителями и катализаторами этих реакций.
Это исследование выявляет новый механизм образования органических соединений за счет выработки гидротермального электричества в гидротермальных флюидах. Интересным следствием этой работы является то, что, поскольку электрический ток, по-видимому, повсеместно генерируется в глубоководных гидротермальных жерлах на Земле, везде, где такие гидротермальные процессы происходят во всем космосе, они также должны способствовать развитию такого рода химии. Действительно, недавние астрономические наблюдения и наблюдения с помощью космических аппаратов позволяют предположить, что на спутниках Сатурна и Юпитера (Энцелад и Европа) может наблюдаться сильная гидротермальная активность, а гидротермальная активность, вероятно, была обычным явлением на раннем Марсе.
Ожидается, что дальнейшие исследования воздействия различных металлов и электрических градиентов раскроют гораздо больше об условиях окружающей среды, которые могут способствовать пребиотической химии. В конечном итоге это может привести к лучшему пониманию универсальности и сходства жизни во вселенной.