作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2021/3/18 10:54:50
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《自然通讯》发文称:
电闪雷击在生命起源中发挥重要作用

 

科技日报北京3月17日电 (实习记者张佳欣)40多亿年前,以陨石形式“运送”到地球的矿物一直被认为是地球上生命发展的关键成分。但一项发表在16日的《自然通讯》杂志上的最新论文称,来自英国利兹大学的研究人员已经证实,电闪雷击与陨石一样重要,它可以将矿物质带到地球,并为地球上的生命形成提供条件。研究人员说,这表明,如果大气条件合适,任何时候都可以通过同样的机制在类地行星上形成生命。

根据达尔文著名的“温暖的小池塘”概念,许多人认为地球上的生命起源于浅表水域。磷是生命所必需的成分,在从运动到生长和繁殖的所有生命过程中都起着关键作用。早期地球表面存在的磷包含在不能溶于水的矿物中,但陨磷铁矿可以溶于水。

领导这项研究的本杰明·赫斯说:“大多数地球表面生命形成的模型中都少不了陨石,这些陨石携带了少量的陨磷铁矿。”而这项研究中,研究人员在一块巨大的原始电闪石(电闪石是一种闪电击中地面时形成的岩石)样本中发现了大量陨磷铁矿。

“早期的行星撞击是太阳系罕见的事件。”指导该项研究的利兹大学地球与环境学院地球化学副教授杰森·哈维说,“另一方面,闪电并不是一次性事件。如果大气条件有利于闪电的产生,对生命形成至关重要的元素就可以被运送到行星的表面。”

闪电频繁袭击地球,意味着地球表面生命起源所需的磷并不完全依赖于陨石撞击,这也意味着在陨石撞击地球不再是常见现象之后,其他类地行星上仍有可能形成生命。研究人员认为,发现的这些陨磷铁矿是通过数十亿次闪电带到地球早期的。

他们估计,闪电产生的磷矿超过了地球大约35亿岁时陨石产生的磷矿,这大约是已知最早的微化石的年龄,这使得闪电对地球上生命的出现具有重要意义。此外,闪电的破坏性远远小于行星撞击,这意味着它们不太可能干扰生命可能存在的微妙生长进化路径。

此外,论文中还写道,如今的地球每年经历约5.6亿次闪电。根据论文中的模型预测,地球早期每年大约有10亿到50亿次闪电。

指导该项研究的构造地质学与构造学教授桑德拉·皮亚佐罗说:“我们的研究成果令人兴奋,它打开了未来几个研究方向的大门,包括在类似地球的早期环境中寻找和深入分析新鲜的电闪石;深入分析闪电加热对其他矿物的影响,以识别岩石记录中的这些特征;以及进一步分析这种保存异常完好的电闪石,以识别其内部的物理和化学过程。”

研究人员称:“所有这些研究都将有助于我们加深对电闪石随时间改变地球化学环境的重要性的理解。”

 
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