Проект «Первые истоки Земли» стремится воспроизвести колыбель жизни
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?
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 ведут 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 отправным пунктом 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.
«На ранней Земле находился широкий спектр различных сред. Благодаря точному представлению взаимодействий вода-порода-атмосфера или потока и смешивания жидкостей по тепловым и химическим градиентам, eEL обеспечит намного лучший способ изучения химических путей, возникших во время Самые ранние времена Земли «. сказал Брюс Уотсон, со-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.
