Как вода превращает мантийную породу в химический реактор
«Затерянный город» расположен на подводной горе вдали от оси Срединно-Атлантического хребта. Здесь морская вода проникает по трещинам в породы, поднявшиеся из глубин Земли. Особенно важен оливин — минерал, богатый железом и магнием. При контакте с водой он постепенно изменяется, образуя серпентиновые минералы. Этот процесс и называют серпентинизацией.
Реакция нагревает окружающую среду и выделяет водород. Получившаяся жидкость щелочная — то есть в ней мало свободных кислотных частиц. Поднимаясь обратно по трещинам, она выносит водород и другие растворённые вещества к морскому дну.
Минералы помогают собирать молекулы
Когда щелочная жидкость смешивается с морской водой, содержащей растворённый углекислый газ, возникает перепад химических условий. В пористых стенках минеральных труб водород может вступать в реакции с углеродсодержащими соединениями. Железо- и серосодержащие минералы способны ускорять такие реакции: они служат катализаторами, то есть помогают молекулам соединяться, сами не становясь главным продуктом реакции.
Так могут возникать органические вещества — соединения углерода, в том числе некоторые простые молекулы, важные для химии жизни. Это не означает, что источник производит живые организмы или готовые клетки: он показывает, что часть органического сырья может образовываться без участия живых существ.
Не чёрный дым, а медленный обмен
В отличие от знаменитых «чёрных курильщиков» у вулканических осей, где очень горячая вода несёт металлы и образует тёмный минеральный дым, жидкости «Затерянного города» обычно прохладнее и богаче щёлочью. На дне они осаждают карбонатные минералы, постепенно наращивая высокие светлые башни.
Их поры одновременно создают поверхности для химических реакций и узкие каналы, по которым вода постоянно смешивается с новыми веществами. Здесь важна не одна необычная молекула, а устойчивая связка: порода даёт водород, вода переносит реагенты, а минералы помогают им вступать в реакции.
