22 июл 2024 1 771

Что скрывает Последний Шанс?

Last Chance Lake, или озеро Последний Шанс, находится в Британской Колумбии (Канада). Мелкий запредельно соленый водоем отличается просто невероятной концентрацией фосфатов. Она более чем в 1000 раз выше, чем в любом земном океане. Именно поэтому ученые считают, что уникальные условия делают канадское озеро практически полным аналогом водоемов, в которых 4 миллиарда лет назад зародилась жизнь на Земле.

Большая «фосфатная проблема»

Как известно, фосфаты — это важные и необходимые элементы нуклеотидов. Ну, а те, в свою очередь, являются кирпичиками для ДНК, РНК и прочих жизнеобразующих соединений, липидов. С одной стороны, фосфаты можно найти в любом живом организме, с другой — как химические соединения фосфаты редки в природе.

В современной науке даже существует особое выражение «фосфатная проблема». Она означает, что ученые до сих пор до конца не понимают, откуда взялось обилие фосфатов, при участии которых потом зародилась жизнь.

Вторая проблема заключается в том, что непонятно, где искать эти фосфаты. Ведь в природе они редки и, как правило, встречаются в озерах типа Последнего Шанса

— Себастьян Хаас, биолог, Вашингтонский университет (США).

Хаас держит в руках кусок соляной корки озера Последний Шанс с зелеными водорослями посередине и черным осадком на дне

По научной классификации, канадское озеро Последний Шанс относится к так называемым содовым озерам. Эти водоемы отличает необычайно большое содержание натрия и карбоната. С бытовой точки зрения такие озера, которых существует очень мало на нашей планете, похожи на огромные чаши, заполненные раствором пищевой соды. В этом заключается их главная фишка, которая позволяет этим редким водоемам концентрировать в себе колоссальные запасы фосфатов.

Химики говорят, что в озерах с пресной водой фосфаты вообще не могут существовать в виде отдельного соединения. Это объясняется тем, что фосфаты вступают в немедленную реакцию с кальцием. Но в содовых озерах все по-другому. Кальций связывается магнием и карбонатом, оставляя фосфаты в покое.

Колыбель жизни

Необычно большая концентрация карбонатов — это своего рода ключ, объясняющий, почему в подобных озерах содержится так много фосфатов

— Хаас.

В 2022 году американский ученый руководил научной экспедицией, которая исследовала не только Последний Шанс, но и соседнее озеро Гуденаф. В результате этого на свет появилась научная работа, опубликованная в 2024 году в журнале Communications Earth and Environment.

В свою очередь, повышенное содержание карбоната и натрия, скорее всего, вызвано химической реакцией. Она произошла между грунтовыми водами и вулканическими породами, которые лежат в основании озера.

Ученые выбрали Последний Шанс для исследования далеко не спроста. Фосфатов в этом водоеме гораздо больше, чем в любом другом содовом озере. Кроме того, оно существенно солонее, если сравнивать его с другими озерами. Много соли — это сложность для жизни, но все-таки живые существа здесь обитают. Самые крупные, которые попались ученым, были морские мухи (Ephydridae) и морские креветки (Artemia).

По геологическим часам Последний Шанс образовался буквально «секунду назад». Это случилось после того, как закончился последний ледниковый период, то есть не больше чем 10 000 лет назад. Радиоуглеродный анализ вообще показал, что озеру всего 3 500 лет.

Подпитка у озера совсем небольшая: в него поступает всего чуть-чуть грунтовой и родниковой воды. Зато испарения с поверхности водоема происходят с высокой скоростью. Из-за этого в здесь интенсивно накапливаются соли, среди которых и карбонат.

Натрон — содовое озеро в Танзании

Ученые уверены, что чрезвычайно суровые условия, которые сложились в Последнем Шансе, удивительно точно имитируют условия раннего периода Земли. С большой вероятностью, именно в таких когда-то и зародилась жизнь.

Разумеется, мы не можем на 100% утверждать, что жизнь появилась в таком же или конкретно этом озере, но вероятность такого исхода событий весьма высока. Поэтому мы считаем, что в подобном озере примерно 4 млрд лет назад началась история всего живого на нашей планете. Из-за этого мы и начали исследования Последнего Шанса

— Хаас.

К слову сказать, исследователи считают, что подобные озера миллиарды лет назад могли существовать не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы. Например, на Марсе.

Немного об озерах с содой

Содовые озера — это естественные водоемы с высоким содержанием карбонатов и бикарбонатов натрия, которые придают воде щелочную реакцию. Эти уникальные озера можно встретить на всех континентах, и они являются важными объектами для изучения, особенно в контексте экологии, гидрологии и климатологии.

Вода в содовых озерах имеет высокий pH (обычно выше 9), что делает ее крайне щелочной. Помимо карбонатов и бикарбонатов натрия, вода может содержать и другие минералы, такие как соль (хлорид натрия), кальций и магний.

Высокая щелочность и наличие определенных минералов создают экстремальные условия для большинства обычных организмов. Однако определенные формы жизни, такие как галофильные бактерии и растения, адаптировались к таким условиям.

Самое известное содовое озеро — это Натрон в Танзании (Африка). Знаменитый своими экстремальными условиями, водоем при этом служит домом для фламинго, которые выводят здесь потомство. Розовые птицы питаются микроскопическими водорослями, которые обитают в его воде.

Озеро Эльтон

Есть содовые озера и в России. Одно из них — Эльтон, которое находится в Волгоградской области и является одним из самых соленых и щелочных озер в нашей стране. Вода содержит высокую концентрацию минералов, включая хлориды, сульфаты и карбонаты натрия. Воды и грязи озера Эльтон традиционно используются в лечебных целях, оно привлекает как местных жителей, так и туристов.