参考文献一
闪电能给地球和其它地方带来生命吗？
2021-03-28 08:30文汇网官方账号
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所以说，有时候生命需要灵感的火花 —— 也许需要几万亿个。一项发表于《自然·通讯》杂志的新研究表明，在地球上生命首次出现的大约 35 亿年前，闪电作为关键媒介合成了构成有机物的磷。磷是构成 DNA、RNA、ATP（所有已知生命体的能量来源），以及像细胞膜这样的生物结构的重要物质。
耶鲁大学的研究人员本杰明·赫斯是这篇新论文的第一作者，赫斯表示，“这项研究事实上是一次幸运的发现。它为我们在其它类地行星上找到生命存在的证据提供了新的可能性。”
闪电在地球生命诞生的过程中扮演了重要角色的观点早已有之，实验室实验已经证明，由闪电合成的有机物包括诸如氨基酸（蛋白质的构成物质）这样的原始化合物。
不过，这项新研究从另一方面讨论了闪电的作用，科学家们一直在思考一个有关地球上的早期生命如何获取磷的大问题。在数十亿年前，尽管有着大量的水以及二氧化碳，但磷元素还是存在于无法溶解且不能产生化学反应的岩石中，换句话说，磷元素基本上是被封存起来的。
那么有机物是如何得到这种重要元素的？主流的观点是磷铁镍陨石将磷带到了地球，这种矿物质能够溶于水，因此磷元素就能被生命体所用。该理论存在着一个重大问题，那就是在 35 亿年到 45 亿年前地球上生命开始出现的时候，陨石撞击事件的发生率呈指数级下降，而地球需要大量含磷的磷铁镍陨石才能形成生命。
同时陨石撞击具有相当程度的破坏性，它可以过早地杀死新生生命体（比如说恐龙）或者蒸发掉大部分磷铁镍陨石所带来的磷元素。
赫斯和同事们认为，他们找到了答案。磷铁镍矿还存在于闪电熔岩这样的玻璃物质中，闪电击中地面时就形成了这种物质，它会从岩石中吸收磷元素。闪电熔岩同样溶于水。
2016 年，相关论文的作者们在伊利诺伊州收集到了在闪电击中地面过程中形成的闪电熔岩，不过当初只是通过这些样本来研究极高的闪电温度的影响，他们发现闪电熔岩中含有 0.4% 的磷铁镍矿成分。
通过闪电熔岩，科学家们只需去测量一下数十亿年前的磷铁镍成分产生量，当时正是地球上生命首次出现的时候。大量的文献估计，远古地球时期的大气二氧化碳含量是引发闪电的重要因素。在了解了二氧化碳浓度与闪电的关系之后，研究团队使用该数据来确定当时闪电出现的频率。
赫斯和同事们得出结论，每年数万亿次的闪电会产生 110 到 1.1 万千克的磷铁镍成分。随着时间的推移，闪电活动足以产生大量的磷元素，以促进有机物的生长与繁殖，由闪电活动产生的磷元素远远多于陨石所带来的磷元素。
通过这一发现来了解地球的历史是一件十分有趣的事情，但它也为我们思考地外生命的发展拓展了新的视野。赫斯表示，“对于那些陨石撞击活动发生概率越来越小的行星来说，这种方式可能会促使生命的诞生。”
这种 “闪电带来生命” 的模型仅仅局限于浅水环境，因为闪电必须将闪电熔岩生成在可以适量溶解以释放磷元素的地方。然而在大型水体中，这一情况却不容易发生。
这种局限性并不是一件坏事，在天文生物学仍将注意力集中在海洋上时，该研究已经将重点转向了没有地表水覆盖的火星等行星。
需要明确的一点是，这项研究并没有否认陨石撞击在生成磷元素方面的作用。赫斯强调，热液喷口等其它形式也可能会代替陨石撞击或闪电。
最终来看，在 35 亿年前，地球看起来与今天并不相同，我们并不完全清楚是否有足够多的暴露在空气中的岩石（它们需要被闪电击中来产生磷铁镍成分）来生成磷元素。
赫斯打算让其他科学家来解决这些问题，因为其中涉及到的领域已经超出了他的日常工作，其表示，“但我依然希望人们能够重视闪电熔岩，并且在以后对这种方法的可行性进行实验。我希望我们的研究会对在浅水环境中搜寻生命提供帮助，这也正是我们目前在火星上进行的工作。”
编辑：王星
责任编辑：许琦敏
来源：DEEPTECH深科技
参考文献二
科学家发现火山爆发和闪电促地球生命形成
来源：中华网论坛 作者： 时间：2011-03-24 08:58:12 http://www.hinews.cn/news/system/2011/03/24/012213550.shtml
他用电火花模拟闪电，轰击甲烷、氨、水蒸气和氢气混合物，产生几种氨基酸和有机化合物样本。但是最初制成的“原生汤”有点稀，它包含的有机化学成分无法形成生命所需的复杂结构。
米勒在1958年进行试验时采取了关键性一步，他向甲烷、氨、水蒸气和氢气混合物里加入硫化氢，这是一种由火山释放的有毒气体，气味很难闻。他在纽约哥伦比亚大学制成的新“原生汤”样本被束之高阁，并被登记在册，但是无人对它进行分析。米勒在生命的最后阶段偶尔会提到它们，直到2007年他去世前不久科学家才开始意识到这些“原生汤”的重要性。
科学家利用灵敏度比米勒时期的仪器高1000倍的现代技术，对这些研究进行重新分析，获得的最新研究成果发表在22日的《美国国家科学院院刊》上。这些“原生汤”含有大量有机化合物，其中包括23种氨基酸。大约20种氨基酸连接在一起，形成蛋白质，为细胞和生命的所有有机机制的形成提供原材料。1958年制成的“原生汤”所含的氨基酸，比米勒最初的“原生汤”试验和另外两项研究产生的氨基酸更多。除此以外，科学家通过重新分析，使2008年采用现代技术对最初样本进行分析得出的结果变得更准确。
加州大学圣地亚哥分校的杰弗里·巴达教授领导了这项研究，他曾是米勒的学生，他说：“令我们感到吃惊的是，这次生成的氨基酸比米勒进行的任何一次试验都多。这不仅凸显了2008年研究的重要性，而且进一步说明利用特定气体混合物可以生成多种不同化合物。”这一发现有力地支持了火山促使地球生命形成的理论。火山爆发是硫化氢和闪电的主要来源，地球形成初期这种地质活动比现在更频繁。巴达还发现，米勒样本里的氨基酸与在陨石里发现的氨基酸类似，这说明涉及到硫化氢的过程可能有助于生命的“种子”在太阳系里传播。
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