闪电罢工是否会在地球上引发生活?

雷击–也许是千万千年,超过十亿年–新的研究说,通过解锁磷,可能为早期的地球提供了生命的动意。

火山绘画,橙色天空,闪电。

闪电罢工的例证在早期的地球上。通过Lucy Otewisle / 耶鲁大学.

本杰明赫斯, 耶鲁大学; 杰森哈维, 利兹大学, 和 桑德拉皮奥洛, 利兹大学

地球上的生命起源是科学家面临的最复杂的谜题之一。它涉及鉴定必须进行创造复制生物的许多化学反应,还涉及产生复制生物的众多化学反应,还涉及每个反应所需的成分的现实来源。

研究生命起源的长期科学家的一个特殊问题是难以捉摸的元素的来源, 。磷是基本细胞结构和功能的重要因素。例如,它形成了双螺旋结构的骨干 脱氧核糖核酸 和相关分子 RNA..

虽然该元素普遍地说,几乎所有关于地球上的磷 - 大约4亿年前 - 被困在矿物质上,这些矿物质基本上不溶胀和无法反应。这意味着磷原则上存在,而不是制造生命所需的化合物。

在一篇新论文中,我们展示雷击罢工将提供了普遍的磷来源。这意味着雷击可能有助于火花在地球上,并且可能继续帮助生活在其他像地球上的生活。

早期地球上的一个潜在磷来源是不寻常的矿物质 Schreibersite.,它被发现 陨石少量。实验表明 Schreibersite可以溶解在水中,产生可以反应和形成对于寿命重要的各种有机分子的水性磷。例子包括 核苷酸,DNA和RNA的构建块,和 磷光籽,脂质分子的前体构成细胞膜。

但是Schreibersite还有另一个潜在来源。在研究由称为富峰的雷击产生的玻璃结构,我们在玻璃内发现了大量的不寻常的磷矿物质。

如果雷击创造了大量的血基葡萄酒和其他反应性磷矿物,则闪电可以是寿命所需的反应性磷的交替源。

为了确定这是这种情况,我们估计,45亿年前,当我们拥有最早的生命证据时,在25亿年前,雷击到35亿年前,我们估计了雷击所提供的磷量。

浅色,不规则的凹岩,在深色灰色岩石和土壤中的多孔表面。

富棱镜样品。图片通过本杰明赫斯/ 谈话.

我们的研究

为此,我们需要估计三件事:每年形成的峰值数量;早期地球上岩石中的岩石是多少;并且磷的磷是多少,雷击变成了可用的磷。

闪电击中地面的富棱镜形式,所以首先,我们需要知道那里有多少闪电。要确定闪电的数量,我们研究了对数量的估计 二氧化碳 (二氧化碳)在早期地球上的大气中,估计有多少闪电在地球上有多种CO 2。大气中的CO2可用于估计全球温度,这是控制雷暴频率的关键因素。

我们发现,在早期的地球上,每年将从1亿到10亿到10亿次雷击,每次罢工都形成一个闪电图。总共,最多1个千万(一个后跟18个零)乌尔吉蒂将在地球历史的十亿年内形成。

对于第二个因素,我们知道早期的地球可能是由与夏威夷这样的火山群岛的沼泽类似的岩石主导。我们在其中的一些中使用了磷含量 保存的岩石 超过35亿岁,以确定平均磷含量。

最后,我们利用我们的富峰和其他公开的富峰研究来估计闪电罢工的血腥癖者或类似形式的磷。

结合所有这些因素我们计算的雷击每年为100,000公斤的磷,每年可用于有机反应的磷。

基于我们对早期地球知识的最佳知识,闪电可能提供与陨石在生命起源,约35亿年前的陨石一样多的反应性磷。因此,雷击,以及陨石的影响,很可能为地球生命的出现所需的磷。

生命在外产上

我们的研究还突出了生命中所需的磷的新来源,以出现在其他地球上。

雷击是比陨石的影响更可持续的磷来源。随着系统中的剩余材料与行星碰撞,太阳系中的大型陨石的丰度随着时间的推移而降低。

因此,虽然陨石在星球的历史上早期为生命提供了大量的可用磷,但它们在丰富的丰富方面会迅速下降。然而,雷击通过时间相对恒定。

我们的作品有助于扩展我们太阳系及更远的其他行星在其他行星上的条件。如果任何星球都有活跃,富闪电丰富的气氛,那么生活所需的磷将可用。

显微镜镜头指向厚厚的平面片多孔的棕褐色岩石。

在芝加哥大学的光谱分析中分析了乌尔吉特的切割样品。图像Via 耶鲁大学.

本杰明赫斯,博士。候选人,地球& Planetary Sciences, 耶鲁大学; 杰森哈维,地球化学副教授, 利兹大学, 和 桑德拉皮奥洛,结构地质和构造教授, 利兹大学

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底线:雷击–也许是千万千年,超过十亿年–新的研究说,通过解锁磷,可能为早期的地球提供了生命的动意。

资料来源:雷击作为早期地球上益生元磷的主要促进剂

通过耶鲁斯

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