雷电促进了地球上生物的诞生

雷电促进了地球上生物的诞生

生命起源之奥秘一直是最重要的科学命题之一,但根据耶鲁大学最新研究,可能正是因为「闪电」造就了生命!

我们已经知道生命主要是由碳、氢、氧、氮、硫与磷组成的,其中DNA、RNA 是由碳、氢、氧、氮、磷所组成。但是根据先前研究,原始地球基本上所有的磷都只存在于难以溶解,或是难以跟外界产生反应的矿物质中。

那到底哪里有磷?之前研究也发现陨石含有磷铁镍矿(Schreibersite)带有磷,而磷铁镍矿是可以溶于水的,因此有学者认为正是这些陨石中蕴含的磷跟碳、氢、氧、氮意外中结合成了促成生命的有机分子。

不过耶鲁大学最新研究中认为,生命大致上是发生在35-45 亿年前,但当时来到地球的陨石量已经越来越少了,很可能不够足以启发生命。相较之下,地球还有另外一种原生物质存在相当多的磷铁镍矿,那就是矽管石(fulgurite)。

为了一探奥秘,耶鲁大学估算了当时地球的雷击数量、矽管石量,他们发现原始地球因为二氧化碳浓度原比现在高,气温也比现在炎热许多,让地球每年都会发生约10 到50 亿次的闪电(现在只有约5.6 亿次),而这10 到50 亿次的闪电中约有1 亿到10 亿次会打造地面上形成矽管石。

换算下来,地球每年可平均产生超过1 万公斤的矽管石,这个量不亚于陨石撞击所产生的磷铁镍矿,而且相对来说更持续、更稳定,因此促成磷跟碳、氢、氧、氮产生反应的机率也越高。

主导研究的Benjamin Hess 也表示,这项研究对人类寻找地球外的生命也有重大意义;只要一个行星中会发生大量的闪电,那也代表它拥有生命起源所需「磷」的机率大增。

参考:Hess, B. L., Trimby, S., & Harvey, J. (2021). Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth. Nature Communications.

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