Крошечный алмаз, запертый в кристалле циркона, способен перевернуть наши представления о том, когда на Земле зародилась жизнь. Речь не о паре миллионов лет разницы — а о семи сотнях миллионов, которые отодвигают появление живых организмов почти к моменту рождения самой планеты. И ключ к этой загадке — углерод, чей изотопный состав подозрительно напоминает следы бактериального дыхания. Подобные изотопные аномалии уже находили в метеорите ALH 84001, но там они так и не стали бесспорным доказательством жизни.

Австралийский тайник древнейшей истории

В западноавстралийской формации Джек-Хиллз геологи нашли циркон возрастом более четырёх миллиардов лет — минерал, славящийся своей устойчивостью и часто служащий капсулой времени для изучения древнейшего прошлого Земли. Внутри него, словно муха в янтаре, оказались включения алмаза и графита. Сама находка уже говорила о том, что планета остывала быстрее, чем предполагали учёные, но главный сюрприз ждал впереди.

Александр Немчин из Технологического университета имени Джона Кёртина в австралийском Перте и его коллеги завершили изотопный анализ углерода из этих включений. Результаты, опубликованные в журнале Nature, заставили задуматься: самому древнему алмазу — 4,252 миллиарда лет, и углерод в нём оказался подозрительно «лёгким».

Лёгкий углерод и тяжёлые последствия

В чём подвох? В природе углерод встречается в виде двух стабильных изотопов: более распространённого ¹²C и более тяжёлого ¹³C. Живые организмы — особенно фотосинтезирующие бактерии и хемотрофы — предпочитают изотоп полегче, ¹²C. Поэтому в биогенном углероде доля тяжёлого ¹³C заметно ниже, чем в углероде, прошедшем через геологические процессы в атмосфере и литосфере.

Именно такую картину — значительное обеднение ¹³C — и обнаружили исследователи в алмазе из Джек-Хиллз. Углерод в нём вполне мог иметь органическое происхождение. Если интерпретация Немчина верна, то 4,25 миллиарда лет назад на Земле уже существовала жизнь, причём не в виде примитивных коацерватных капель или отпечатков нуклеиновых кислот на глине, а как полноценные прокариоты — организмы, способные к метаболизму и, вероятно, к фотосинтезу.

Жизнь, пережившая рождение Луны

Эта цифра ошеломляет, если вспомнить, что сама Земля как изолированное небесное тело примерно современной массы сформировалась всего около 4,5 миллиардов лет назад. А спустя каких-то 300 миллионов лет после этого, по современным представлениям, она пережила чудовищный удар — столкновение с объектом размером с Марс, в результате которого на орбиту было выброшено вещество, ставшее Луной. Такой катаклизм должен был расплавить поверхность планеты и, казалось бы, стерилизовать любые намёки на жизнь.

И всё же, если гипотеза австралийских геологов подтвердится, жизнь не просто возникла почти сразу после остывания магматического океана, но и пережила эту космическую катастрофу — или возникла повторно с поразительной скоростью. Пока астрономы ищут следы жизни на Марсе, наша собственная планета подбрасывает загадки, которые заставляют пересмотреть самые базовые учебники.

Конкурирующая версия и осторожный скепсис

Разумеется, не все готовы безоговорочно принять столь раннюю дату. У гипотезы есть альтернатива: необычное соотношение изотопов могло возникнуть не из-за древних бактерий, а в результате длительной изоляции этого участка литосферы — миллиарды лет геологических процессов могли исказить изотопную подпись, придав ей «биогенный» вид без участия живых организмов. Пока это противостояние версий не разрешено, и потребуются новые анализы, возможно, других включений из той же формации, чтобы склонить чашу весов.

До сих пор возникновение первых архей и эубактерий, использовавших энергию химических реакций, датировали примерно 3,5 миллиардами лет назад. Вероятностные расчёты всегда уступали в точности прямым геологическим датировкам, и находка в Австралии — как раз тот случай, когда минерал может рассказать больше, чем математическая модель. Если жизнь действительно существовала уже 4,25 миллиарда лет назад, то химическая эволюция от неживого к живому заняла на удивление короткий срок — возможно, всего несколько десятков миллионов лет. Это перекликается с недавним открытием, что жизнь на Земле началась 1,9 млрд лет назад с амёбы и бактерии, хотя новая находка отодвигает старт ещё дальше.

Это ставит перед наукой новые вопросы: насколько быстро может запускаться процесс зарождения жизни на планетах земного типа? Возможно, ответ подскажут горячие источники Марса, которые миллиарды лет варили окаменелости. И если на Земле он произошёл так стремительно, не означает ли это, что жизнь — скорее правило, чем исключение, для каменистых миров с подходящими условиями? Ответов пока нет, но крошечный алмаз из австралийской глубинки уже заставил геологов и астробиологов переглянуться с удивлением и надеждой.