新研究称地球上的生命迅速独立于作为氮源的闪电

根据圣安德鲁斯大学系外行星科学中心的研究人员领导的一项新研究，闪电在为地球上的生命提供氮方面的作用可能相对较短。

尽管闪电被认为是早期地球上生命生物可利用氮的主要来源，但发表在《自然地球科学》杂志上的这项新研究表明，我们地球的生物圈很快就独立于这种营养来源。

这些结果也将有助于确定火星以及太阳系中其他行星和卫星上硝酸盐沉积物的来源。

正如我们所知，氮是生命起源和进化的关键元素。像今天一样，早期地球大气中的氮主要以非反应性N的形式存在。2-分子，使生物体无法轻松获得这种资源。

一些微生物能够转化氮2气体转化为生物可利用的形式，如铵，但在这种新陈代谢出现之前，闪电等能量过程一定是分解这些N的原因。2分子。

为了研究闪电如何使氮气用于生命，圣安德鲁斯大学的研究人员与格拉茨奥地利科学院空间研究所(IWF)和美国布朗大学的同事一起进行了一系列火花放电实验。

他们用水和不同的气体混合物填充玻璃瓶，类似于现代和早期地球的大气层，然后将这些气体混合物置于近50，000伏的放电中。实验结束后，科学家们测量了气体混合物和水的成分，并检测到一氧化氮，亚硝酸盐和硝酸盐的浓度增加。

这项研究的第一作者，圣安德鲁斯系外行星和IWF中心的博士生Patrick Barth说：“我们的研究结果表明，闪电可以有效地在CO中产生氮氧化物。2-早期地球可能存在的丰富大气层。这为当时和太阳系外行星上的生命提供了潜在的营养来源。

然而，研究人员在火花实验中发现的同位素组成与早期地球岩石记录中存档的氮的同位素组成不匹配。这种差异表明，随着微生物生命的进化，闪电并不是氮的主要来源。

相反，这些结果提供了另一个证据，证明微生物已经能够转换N2气体转化为生物可利用的形式超过三十亿年。

然而，格陵兰岛伊苏阿绿岩带有一些岩石样本，这些样本已有近3亿年的历史，其同位素组成可能由闪电的氮贡献来解释。

圣安德鲁斯大学地球与环境科学学院的Eva Stüeken博士和圣安德鲁斯系外行星科学中心的成员说：“这表明闪电可能支持了地球上最早的生命。现在我们已经确定了闪电的同位素特征，它可能有助于调查火星上硝酸盐沉积物的起源。

为了传达研究结果的影响，该团队与艺术家合作创建了一个展览，其中包括帕特里克·巴斯(Patrick Barth)关于闪电对系外行星的作用的视频。这项研究还启发了短篇小说《烧瓶中的火花》(A Spark in a Flask)，发表在科幻小说选集《遥远的太阳周围》(Around Distant Suns)上，讲述了一个机器人在月球上照顾火花实验的故事。

圣安德鲁斯系外行星科学中心联合创始人兼IWF主任Christiane Helling教授说：“为了传达我们的科学，重要的是要在天文背景下反映地球大气层的非凡独特性。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！