Геология

Некоторые минералы могут быть источником фотосинтеза!


Недавно китайские ученые разработали новую теорию фотосинтеза. Считается, что некоторые неорганические минералы, выстилающие поверхность земли, способны поглощать энергию солнечного света, прежде чем направить ее в химические реакции.

Минералы, способные к фотосинтезу

Напомним, что фотосинтез - это биоэнергетический процесс, дающий определенным организмам возможность синтезировать органическое вещество при помощи солнечного света. Когда мы говорим об этом феномене, мы более конкретно говорим о фотосинтезе кислорода. Кислородный фотосинтез впервые появился у цианобактерий (или "синезелёные водоросли") 2,45 млрд лет назад. Это основной путь превращения минерального углерода в органический углерод.

Эта способность цианобактерий породила на Земле настоящий экологический переворот. Хотя ее атмосфера была богата метаном, она претерпела преобразование, чтобы дать нынешнюю атмосферу, в основном состоящую из азота (78,08%) и кислорода (20,95%). Без цианобактерий жизнь никогда бы не появилась на нашей планете.

Цианобактерии под микроскопом.

Согласно исследованию, опубликованному командой из Пекинского университета (Китай) 23 декабря 2020 года, минералы были способны к фотосинтезу еще до цианобактерий. Первоначально ученые пытались ответить на следующий вопрос: как эволюционировали первые бактерии, чтобы стать способными к фотосинтезу?

У истоков трансформации первобытной Земли

Ученые упоминали термины "бернессит", "гётит" или даже "гематит". Это неорганические минералы, найденные на поверхности Земли. Считается, что они также способны поглощать энергию из солнечного света перед проведением химических реакций. Эти минералы являются полупроводниками и поэтому чувствительны к определенной длине волны света. Когда они поглощают фотоны, некоторые из их электронов возбуждаются. Электроны "прыгают" в состояния с более высокой энергией, время от времени вызывая восстановительные реакции. Однако для существования этих эффектов обычно требуется внешний источник энергии.

Таким образом, исследование говорит о новом механизме, который может катализировать реакции, подобные реакции кислородного фотосинтеза. Определенные минералы могли бы способствовать фиксации углерода или разделению молекул воды на атомы водорода и кислорода. Это также может способствовать превращению CO2 в карбонаты.

В своем заключении руководители исследования утверждают, что эти механизмы потенциально преобразовали раннюю Землю. Затем произошли значительные изменения в атмосферных (и морских) условиях. Однако это способствовало бы эволюции первых форм жизни, включая цианобактерии. Наконец, эта работа может однажды позволить производить более эффективные солнечные панели или разрабатывать новые методы очистки воды.

Подписывайтесь на нас
Back to top button