近日，一项发表于《科学进展》的研究发现，构成地球生命的第一个分子，可能是由水滴碰撞间的“微闪电”引发必要化学反应产生的。

“这是关于生命基石是如何形成的新想法。”论文作者、美国斯坦福大学的Richard Zare说。

科学家一直在探寻生命的起源，其中简单的气体如何反应产生碳和氮结合的有机分子，如生命依赖的蛋白质和酶，一直存在争议。因为早期地球气体并不含碳-氮键，通常是甲烷、水、氨和氮等气体。

1952年，化学家Stanley Miller和Harold Urey Zare通过实验发现，闪电可以将水和这些气体转化为必要的有机分子。然而，闪电击中稀释的海洋或大气中高浓度气体的可能性很低，因此许多人对上述结论并不信服。

现在，Zare和同事通过实验证明，将水滴喷入甲烷、二氧化碳、氨气和氮气的混合物中，可以在无须外部电源刺激的情况下形成具有碳-氮键的有机分子。因为水雾中的液滴会产生微小的电荷。

“较小的液滴带负电，较大的液滴则带正电。”Zare说，这就是勒纳德效应，水滴（如瀑布中的水滴）碰撞并破裂，从而产生电荷。

研究团队利用高速相机发现，当带相反电荷的液滴离得足够近时，它们之间会出现“微闪电”。

Zare解释说，这很像静电的产生方式，或者闪电在云中积聚放电的情况。“当水滴彼此相距不到纳米时，会产生一个电场，产生闪电。

“微闪电”尽管微小，能量却很足，大约为12电子伏特，可以使气体分子失去电子并相互反应，从而产生具有碳-氮键的有机分子，如氰化氢、甘氨酸和RNA特有碱基——尿嘧啶。

“这意味着，海浪或瀑布飞溅的水滴撞击产生的‘微闪电’足以驱动地球生命开所需化学物质的形成。”Zare说，水雾会落在岩石上，使有机化学物质积聚在岩石裂缝中。该区域的干湿循环，使结构较短的分子结合或聚合成较长的分子。

“毕竟与自然界的闪电相比，水雾可谓无处不在。”Zare说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adt8979