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。
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。
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