Проект «Первые истоки Земли». Эволюция планеты Земля и возникновение жизни в течение ее первых полумиллиардов лет неразрывно связаны с серией общепланетарных преобразований — образованием океана, эволюцией атмосферы и ростом коры и континентов, лежащих в основе экологического шага камни для жизни. Но как и в каком порядке производились и собирались компоненты для жизни на Земле?

Проект Earth First Origins раскроет условия на ранней Земле, которые породили жизнь. Фото: Ренсселер

Астробиологическая программа НАСА выделила грант в размере 9 миллионов долларов США для решения этого вопроса в рамках проекта «Земля в начале», возглавляемого ассистентом профессора Политехнического института Ренсселера Кэрином Роджерсом. Пятилетний проект направлен на то, чтобы раскрыть условия на ранней Земле, которые породили жизнь, путем выявления, воспроизведения и изучения того, как пребиотические молекулы и химические пути могли образоваться в реалистических ранних земных условиях.

«Планета Земля и химия жизни разделяют одну и ту же дорогу», — сказал Роджерс. «Благодаря этой коэволюции мы можем использовать наше понимание фундаментальных планетарных процессов, которые приводят в движение земную систему, чтобы набросать к жизни физическую, химическую и экологическую карту».

Earth First Origins служит катализатором для запуска Rensselaer Astrobiology Research and Education (RARE). Недавно созданный центр RARE опирается на опыт, накопленный в результате более чем трех десятилетий исследований в области астробиологии в Rensselaer, и заменяет его предшественника, Нью-Йоркский центр астробиологии. Помимо проведения фундаментальных исследований о происхождении жизни и ее жизненном потенциале во всей вселенной, центр RARE будет поддерживать ряд образовательных и общественных мероприятий. К ним относятся серия семинаров, учебный курс по астробиологии, предстоящая летняя школа «Ворота в Раннюю Землю» и основная программа обучения для студентов и выпускников.

«Rensselaer имеет обширную историю значительного вклада в область астробиологии, и проект Earth First Origins и Научно-образовательный центр Rensselaer Astrobiology станут огромным дополнением к нашему наследию открытий», — сказал президент Rensselaer Ширли Энн Джексон. «Междисциплинарное глобальное сотрудничество, связанное с этими инициативами, олицетворяет собой дальновидную работу, в которую мы вовлечены как Новая политехника».

Earth First Origins и RARE Center объединяют разнообразную команду экспертов в области эволюции планет, ранней геохимии Земли, пребиотической и экспериментальной астробиологии и аналитической химии. Исследовательская группа, дополненная командой молекулярных биологов, специалистов по моделированию геохимических процессов и экспертов по визуализации и визуализации, обладает богатым опытом, необходимым для запуска новой исследовательской парадигмы для изучения происхождения жизни.

«На ранней Земле существовали различные типы окружающей среды, и многие из них могли быть отправной точкой жизни, или жизнь могла возникнуть в результате процессов, которые связывали несколько экологических ниш», — сказал Роджерс. «Мы хотим установить диапазон возможных условий в различных ранних земных средах, воспроизвести их в лаборатории и понять конкретные факторы, которые способствуют последовательности химических синтезов, которые приводят к жизни».

Проект Earth First Origins откроет ворота в Раннюю Землю, которые состоят из физического лабораторного пространства и виртуальной среды, ранней Лаборатории Земли (eEL) и Виртуального раннего Земного портала (VeEP), оба размещенные в Rensselaer. Врата станут ресурсом для команды Earth First Origins, а также для более широкого происхождения жизненного сообщества, чтобы получить доступ к реалистичной ранней среде Земли, как экспериментально, так и с помощью моделей, и изучить их потенциал, чтобы создать химию жизни.

Ранняя Земная Лаборатория будет содержать набор экспериментального оборудования, используемого для воспроизведения ранних земных сред. EEL будет не только ориентироваться на температуру, давление и геохимические условия ранней Земли, но также будет использовать новые экспериментальные методы для представления динамических связей между различными системами.

«Ранняя Земля принимала широкий спектр различных сред. Благодаря точному представлению взаимодействия вода-камень-атмосфера или потока и смешивания жидкостей по тепловым и химическим градиентам, eEL обеспечит гораздо лучший способ изучения химических путей, которые возникли в самые ранние времена Земли », — сказал Брюс Уотсон, соавтор исследователь и геохимик и профессор института в Rensselaer.

VeEP предоставляет приложения и инструменты для интеграции геохимических и геофизических моделей и применения методов визуализации данных для изучения диапазона возможностей в различных ранних земных средах. Кроме того, VeEP позволит исследователям записывать данные из экспериментов, моделей и анализов в «виртуальные ноутбуки», которые загружаются в более крупное структурированное хранилище данных и доступны через портал.

По материалам phys.org