火山喷发期间的闪电可能引发了地球上的生命

一半月色 2024-02-24 10:40:23

对火山岩的分析揭示了大量的氮化合物,几乎可以肯定是由火山闪电形成的。这个过程可能为第一批生命形式进化和茁壮成长提供了所需的氮。

氮是氨基酸的关键成分,氨基酸串在一起形成所有生命所依赖的蛋白质。虽然氮气很丰富,但植物不能像二氧化碳那样将其转化为可用形式。

相反,植物从细菌中获取大部分氮,这些细菌能够通过将气体转化为氮化合物(如硝酸盐)来“固定”气体。但是,当生命第一次进化时,固氮细菌并不存在,巴黎索邦大学的Slimane Bekki说,所以早期一定有一个非生物来源。

雷暴产生的闪电是一种可能的起源。这在今天产生了相对少量的硝酸盐,但在地球历史的早期可能很重要。1950年代著名的米勒-尤里实验表明,地球早期大气中的闪电可能产生氮化合物,包括氨基酸。

现在,Bekki和他的同事们已经证明,另一个来源可能是一些火山喷发期间火山灰云中发生的闪电。

当他们从秘鲁、土耳其和意大利收集火山沉积物时,研究人员最初惊讶地发现在某些地层中含有大量的硝酸盐。对这些硝酸盐的同位素分析表明,它们起源于大气层,不是由火山排放的。但贝基说,这些数量太大了,不可能是雷暴期间的闪电造成的。“这个数量真的很令人惊讶,”他说。“它真的很大。”这意味着硝酸盐可能是由火山闪电产生的。

“当你看到不同的可能性时,最有可能的是火山闪电,”Bekki说。“我们知道,当你发生大规模的火山喷发时,你会得到很多闪电。

牛津大学(University of Oxford)的塔姆辛·马瑟(Tamsin Mather)表示,该团队的结论是有道理的。“我们预计像论文中研究的那样的火山喷发会产生大量的闪电,因此火山闪电很可能已经产生了这种信号,”她说。

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有人认为,生命最初是在火山周围进化而来的,研究小组的发现表明,在这种环境中可能存在丰富的氮化合物,Bekki说。

火山闪电在生命起源中起着关键作用的想法并不新鲜。加利福尼亚州斯克里普斯海洋研究所的杰弗里·巴达(Jeffrey Bada)此前曾表明,火山闪电穿过火山气体可以产生氨基酸等分子。“这篇论文只是强化了我发表的内容,”他说。

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