地球生命的诞生要归功于闪电?

新浪科技讯 北京时间4月20日消息,地球生命的起源或许是持续时间最长的科学谜题之一:不同元素之间如何恰当的化学反应,进而激发形成地球上的生命?许多世纪以来,科学家一直在寻找这个问题的答案。

一项新的研究表明,地球生命的诞生可能要归功于闪电

在一项新研究中,耶鲁大学的研究人员指出,地球在10亿年的时间跨度里能产生多达10^18次闪电,随着时间的推移,这些闪电可能会促使磷元素的“释放”,而磷化合物正是地球上生命起源不可或缺的生物分子。

耶鲁大学地球与行星科学系研究生、该研究第一作者本杰明·赫斯在一份声明中说:“这项工作有助于我们理解生命在地球上可能的形成过程,并可以推及其他类地行星,那里的生命可能正以这样的方式形成。”

众所周知,磷是地球生命的必要成分。甚至在宇宙中寻找外星生命时,科学家也会寻找磷存在的迹象。然而,数十亿年前,磷元素被困在不溶性的矿物质中,难以被外界利用。多年来,这个问题一直困扰着科学家们,他们想知道磷是如何转变成某种更容易利用的形式,进而推动了生命的产生。

研究人员认为,有助于在地球上创造生命的磷可能来自陨磷铁镍石(schreibersite),这是一种罕见的矿物质,但在陨石中很常见。当闪电击中地面的泥土或沙时,可以令其瞬间融化,然后凝固形成天然的玻璃,即闪电熔岩(fulgurite,又称雷击石),其中就可能含有陨磷铁镍石。陨磷铁镍石可溶于水,这意味着在有水的情况下,这种矿物中的磷就可以被溶解出来,并很可能成为化学反应的一部分。

一些研究人员认为陨磷铁镍石是通过陨石坠落到地球上的,但其他科学家发现,在地球生命诞生的35亿至45亿年前,并没有足够的陨石撞击地球。在新研究中,赫斯等人提出,地球上的磷可能来自于雷击所产生的陨磷铁镍石。他们认为,这种可能性比磷元素来自陨石的可能性更高,因为与陨石撞击相比,地球每年的雷击次数相对稳定。“这就使闪电成为研究生命起源的重要途径,”赫斯说。

研究团队还利用计算机建模估计了在生命诞生之初的关键时期里,地球发生了多少次闪电。他们发现,地球每年可能会发生10亿到50亿次这样的闪电,而其中会有1亿到10亿次击中地面。相比之下,目前地球每年大约发生5.6亿次闪电。

根据这项研究的估计,地球在10亿年内的闪电次数可以多达10^17至10^18次。研究人员认为,在如此多的闪电之下,经过这10亿年,闪电击中地面所形成的陨磷铁镍石在有水的情况下,可能就会释放出能够参与化学反应的磷。换言之,正是这段时期的闪电产生了足够多的磷元素,解释了地球生命起源时磷的存在。

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