追溯生命构件的遥远起源 研究人员有了出乎意料的发现

2023年03月25日 12:10 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

伦敦帝国学院的研究人员通过对陨石的分析,发现了地球挥发性化学物质的可能的遥远来源,其中一些构成了生命的组成部分。研究人员发现,地球上大约50%的挥发性元素锌的供应来自于外太阳系的小行星,即包括木星、土星和天王星等行星的小行星带之外。这种物质被认为还提供了其他重要的挥发性物质,如水。

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地球上的许多挥发性物质来自木星之外。资料来源:伦敦帝国学院/美国航空航天局

挥发性物质是在相对较低的温度下容易从固体或液体转变为气态的元素或化合物。它们包括生物体内最常出现的六种元素,以及水。因此,这种物质的加入对地球上生命的出现将是非常重要的。

在此之前,研究人员认为,地球的大部分挥发性物质来自于离地球较近的小行星。这些发现揭示了关于地球如何孕育出维持生命所需的特殊条件的重要线索。

高级作者、伦敦帝国学院地球科学和工程系的马克-雷坎普尔教授说:"我们的数据显示,地球上大约一半的锌库存是由来自外太阳系的物质提供的,其来源超过了木星的轨道。根据目前太阳系早期发展的模型,这完全出乎意料。"

以前的研究表明,地球几乎完全由内太阳系物质形成,研究人员推断这是地球挥发性化学物质的主要来源。相比之下,新的研究结果表明,外太阳系发挥的作用比以前想象的要大。

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Rehkämper教授补充说:"外太阳系物质的这种贡献在建立地球的挥发性化学物质清单中发挥了重要作用。看起来,如果没有太阳系外部物质的贡献,地球上的挥发性物质的数量将比我们今天所知的要少得多--使它变得更加干燥,并可能无法滋养和维持生命。"

这些发现最近发表在《科学》上。

为了进行这项研究,研究人员检查了18块不同来源的陨石--11块来自内太阳系,被称为非碳质陨石,7块来自外太阳系,被称为碳质陨石。

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我们现在更接近于了解地球上独特的丰富的维持生命的水。

对于每块陨石,他们测量了锌的五种不同形式--或同位素的相对丰度。然后,他们将每个同位素指纹与地球样本进行了比较,以估计这些材料中的每一种对地球上的锌库存有多少贡献。结果表明,虽然地球只有大约10%的质量来自碳质体,但这种材料提供了地球上大约一半的锌。

研究人员说,具有高浓度锌和其他挥发性成分的材料也可能在水中相对丰富,为地球水的起源提供线索。

论文的第一作者、地球科学与工程系的博士生Rayssa Martins说:"我们早就知道一些碳质材料被添加到了地球上,但是我们的发现表明,这种材料在建立我们的挥发性元素预算方面发挥了关键作用,其中一些元素对于生命的繁衍至关重要"。

接下来,研究人员将分析来自火星和月球的岩石,火星在41亿至30亿年前曾藏有水,后来干涸了。Rehkämper教授说:"广泛存在的理论是,月球是在大约45亿年前一颗巨大的小行星砸向胚胎期的地球时形成的。分析月球岩石中的锌同位素将帮助我们检验这一假设,并确定碰撞的小行星是否在向地球输送包括水在内的挥发性物质方面发挥了重要作用。"

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