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遠古地球曾被大量雷電擊中地表 製造活性磷觸發生命誕生

2021/3/17 — 20:00

資料圖片來源:電影《Thor》劇照, Wikipedia

資料圖片來源:電影《Thor》劇照, Wikipedia

地球生命起源的問題一直困擾人類,最新刊於《自然通訊》的研究指,可能在十億年間的原始雷擊,對激發地球生命中起著關鍵作用。

這個想法的核心,是雷電擊中地面時會形成特殊玻璃「閃電熔岩 (fulgurite) 」。這些天然造成的玻璃長管含有磷 (phosphorus),而磷是生命形成的其中一個關鍵基本成分,並通常被鎖在不水溶的岩石中。

耶魯大學地球和行星科學家 Benjamin Hess 的團隊認為,早期地球很可能在足夠長的時間內,經歷足夠多雷擊,釋放出產生生命必要數量的活性磷,其他星球也可能發生相同的過程,因此研究有助了解生命如何在地球以及在其他類似地球的行星上形成。

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由於可溶性罕見礦物隕磷鐵鎳礦 (schreibersite) 中可發現活性磷,因此學界過去曾認為含豐富隕磷鐵鎳礦的隕石,可能將磷以可用狀態送至地球。但地球生命最初萌芽時,並不被認為是一個隕石經常撞擊地球的時期。

團隊利用各種光譜成像技術發現,當雷電擊中特定類型、含豐富黏土的土壤時,也可以在閃電熔岩內發現隕磷鐵鎳礦。

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然後經電腦模型模擬,團隊估計地球早期每年將發生約 10 至 50 億次閃電,每年更有多達 10 億次擊中地面;現今地球每年只有 5.6 億次左右的閃電。

如果以 10 億年計算,早期的地球雷擊可製造以及大量可用的磷,這些磷隨後可以幫助形成我們所知道的 DNA 、 RNA 和其他生物分子。

團隊更指,古地球雷擊所產生的磷可能在 35 億年前遠超隕石撞擊所造成的磷,這亦是第一批基本生命形式開始出現的時候。

來源:
Science Alert, Lightning Bolts Could Have Delivered The Spark That Started Life on Earth, 16 March 2021

報告:
Hess, B.L., Piazolo, S. & Harvey, J. (2021). Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth. Nat Commun 12, 1535. doi: 10.1038/s41467-021-21849-2

文/Alan Chiu

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