40亿年前，10亿次雷击点燃地球早期生命演化的电火花

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近日NASA科研团队首次在宇宙深空中发现磷元素，它存在于恒星爆炸后的宇宙残余物里。首次在深空中发现磷元素，或许能够解开地球生命起源之谜。

破解地球上的生命起源之谜，一直是科学家所面临的最复杂、最具挑战的难题之一。因为它不仅需要我们识别出那些数不尽的能创造出可自我复制的有机体的化学反应，还需要找到每个这样的反应所涉及的化学成分的现实来源。


一直以来，有这样一个问题一直困扰着研究生命起源的科学家，那就是磷元素的来源。目前的主流观点认为，地球上的生命可能起源于35亿年前，而磷元素，则是生命出现的关键元素之一——DNA、RNA、磷脂、ATP等生物分子，都与磷元素息息相关。


我们所知道的生命需要的关键成分之一是磷，而40亿年前地球年轻时发生的大量雷击可能释放了必要的磷元素，为生命奠定了基础。

但是这个元素在早期的地球上是难以捉摸的，大多数磷都被困在基本上无法溶解和不活跃的矿物中，这意味着它们不能直接用来制造生命所需的生物分子。"闪电打击为以一种可以为生命制造重要化合物的形式产生磷提供了一种新的证据。


地球，生命开始于35亿到45亿年前，在早期的地球上，每年经历10亿到50亿之间闪电打击，其中1亿到10亿是撞击地球上的，大量闪电打击使地球矿物质中磷元素大量释放。闪电在早期地球上更为普遍，因为大气中二氧化碳较多。二氧化碳导致全球气温升高，全球气温升高导致更频繁、更强烈的雷暴。

45亿年前，一个火星大小的天体撞击地球以制造月球，导致地球早期的二氧化碳含量升高。这也释放了大量来自地球内部的气体，比如二氧化碳，这些气体随后被困在地球大气层中，并导致更多的闪电。


此外，研究人员说，早期地球很可能是由类似玄武岩的岩石组成的，因此他们利用这些超过35亿年的岩石，测定了磷的平均含量。接着，他们利用实验中的闪电管石样本，以及其他已发表的闪电管石研究，计算出有多少磷铁石或类似形式的磷能通过雷击产生。


通过综合所有这些，研究人员最终计算得出，每一年由雷击产生产生的可用于有机反应的磷可高达10000千克。在大约35亿年前当生命起源之时，雷击所提供的活性磷可能和陨石提供的一样多。因此，很可能是雷击为地球提供了生命诞生所需的磷元素。


新的研究为其他行星上的生命形成条件带来了新线索。它意味着，任何一颗行星具有活跃的、能产生雷击的大气层，都有可能随时存在着孕育生命所需要的磷。