Роль гидротермальной динамики в зарождении жизни на Земле

В рамках концепции термодинамической инверсии было обосновано еще одно необходимое условие возникновения жизни - многоуровневые колебания физико-химических параметров (в дополнение к трем общепринятым: наличие органического вещества, водной среды и источника энергии). Принимая во внимание это условие, гидротермальные системы были предпочтительной средой для зарождения жизни на ранней Земле по сравнению с океаном, в котором колебания физико-химических параметров проявляются в минимальной степени. Гидротермальные среды характеризуются чрезвычайно широким диапазоном градиентов температуры, давления, рН и концентраций компонентов. Наличие многоуровневых флуктуаций было подтверждено с помощью термодинамических оценок и прямых измерений давления и температуры в ходе мониторинга в некоторых гидротермальных системах полуострова Камчатка (например, в Мутновском и Паужетском термальных полях). Математическая обработка базы данных мониторинга выявляет по меньшей мере три уровня колебаний давления: 1) нерегулярные макрофлуктуации (с большими амплитудами, достигающими нескольких бар); 2) регулярные микроколебания (с меньшими амплитудами, порядка нескольких десятых бара, и периодами около 20 минут); 3) внезапные изменения давления и колебания с периодами менее 5 минут, а также мелкомасштабная вариативность с оптимальными амплитудами до 0.1 бара. Высокая корреляция между давлением, температурой и концентрациями химических компонентов также обнаружена в гидротермальных системах на Камчатке и в Словении. Множество данных о динамике термодинамических и физико-химических параметров гидротермального флюида, полученных многими исследователями в разных регионах мира, могут быть применимы для изучения процесса зарождения первичных форм жизни на ранней Земле.