隕石或地球44億年前火山爆發(fā)可能促進(jìn)生命起源

最新發(fā)表在施普林格·自然旗下的開(kāi)放獲取學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)報(bào)告》上的一篇化學(xué)研究論文指出，地球上生命起源所需的分子前體可能產(chǎn)生自富含鐵的顆粒，這些顆�？赡軄�(lái)自隕石或地球上約44億年前的火山爆發(fā)。

此前的研究已經(jīng)表明，有機(jī)分子的前體可能包括烴類(lèi)、醛類(lèi)和醇類(lèi)等，它們可能是由小行星和彗星的隕石帶來(lái)，或者是由地球早期大氣和海洋之間的反應(yīng)產(chǎn)生的，而這些反應(yīng)可能是由閃電、火山活動(dòng)或撞擊所產(chǎn)生的能量促成的。然而，由于數(shù)據(jù)的不足，人們還不清楚產(chǎn)生這些前體的主要機(jī)制。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，德國(guó)慕尼黑大學(xué)和馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所的Oliver Trapp等人進(jìn)行了研究。他們對(duì)小行星或火山島沉積的塵埃顆粒是否能夠促使大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為早期地球上有機(jī)分子的前體進(jìn)行了研究。他們使用一個(gè)加熱加壓系統(tǒng)（高壓釜），在9-45巴的壓力和150-300°C的溫度范圍內(nèi)，模擬了一系列早期地球上可能存在的條件。他們還在系統(tǒng)中加入了氫氣或水，模擬濕潤(rùn)和干燥的氣候環(huán)境。同時(shí)，他們還在系統(tǒng)中添加了不同組合的鐵隕石、石隕石或火山灰等粉碎樣本，以模擬火山島上的隕石或火山灰顆粒的沉積。

研究發(fā)現(xiàn)，富含鐵的隕石和火山灰顆粒在多種早期地球可能存在的大氣和氣候條件下，能夠促使二氧化碳轉(zhuǎn)化為烴類(lèi)、醛類(lèi)和醇類(lèi)。此外，研究還觀察到，醛類(lèi)和醇類(lèi)形成于較低溫下，而烴類(lèi)則需要300°C的環(huán)境才能形成。研究人員認(rèn)為，隨著早期地球大氣逐漸冷卻，醛類(lèi)和醇類(lèi)的產(chǎn)生可能會(huì)增加。這些化合物隨后可能參與進(jìn)一步的反應(yīng)，可能形成碳水化合物、脂類(lèi)、糖類(lèi)、氨基酸、DNA和RNA等生命分子。通過(guò)計(jì)算觀察到的反應(yīng)速率，并結(jié)合早期地球環(huán)境的研究數(shù)據(jù)，研究人員估計(jì)提出的機(jī)制可能每年在早期地球上合成高達(dá)60萬(wàn)噸的有機(jī)物前體。

研究人員表示，他們最新研究的這一機(jī)制與其他早期地球大氣和海洋的反應(yīng)相結(jié)合，可能有助于解開(kāi)地球生命起源的謎題。這項(xiàng)研究為我們理解生命的起源提供了新的見(jiàn)解，并為追溯地球早期生命演化的過(guò)程提供了重要線索。