地球上的生命是如何開始的？大氣霧霾可能是關(guān)鍵

2025-12-12 04:05:24 分類：時(shí)尚 閱讀(988)

由卡西尼號(hào)在2014年4月7日獲得的原始圖像合成的土衛(wèi)六彩色圖像。學(xué)分:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/JPL-加州理工學(xué)院/SSI/J. Major
（神秘的上的生命始地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（勞倫斯·托格內(nèi)蒂）：《行星科學(xué)雜志》最近接受了一項(xiàng)研究，該研究目前發(fā)布在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上，何開上海徐匯區(qū)（援交）援交上門崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款研究了地球最初形成到5億年后存在于地球上的霧霾有機(jī)霧霾（也稱為Hadean geologic eon）可能包含生命所需的必要組成部分，包括核酸堿基和氨基酸。關(guān)鍵這項(xiàng)研究不僅有可能幫助科學(xué)家更好地了解早期地球的地球大氣條件，還可能幫助科學(xué)家了解土星最大的上的生命始衛(wèi)星土衛(wèi)六上的相同條件是否也能產(chǎn)生生命的組成部分。
在這里，何開《今日宇宙》與約翰·霍普金斯大學(xué)莫頓·k·布勞斯坦地球與行星科學(xué)系博士后研究員、霧霾該研究的關(guān)鍵主要作者本·k·d·皮爾斯博士討論了最近的這項(xiàng)研究，內(nèi)容涉及該研究的地球大氣發(fā)現(xiàn)、潛在的上的生命始后續(xù)研究、美國(guó)國(guó)家航空航天局即將前往土衛(wèi)六的何開蜻蜓任務(wù)以及他是否認(rèn)為土衛(wèi)六上存在生命。
皮爾斯博士告訴《今日宇宙》，霧霾上海徐匯區(qū)（援交）援交上門崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款過去涉及卡爾·薩根的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，使化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的最高稀釋度（或添加水等溶劑）為100微摩爾，即大約百萬分之十（ppm）。他說，如果稀釋度太大，化學(xué)混合物中的分子將無法找到彼此。
“畢竟，早期地球是一個(gè)朦朧的地方，很像土星的衛(wèi)星泰坦，”皮爾斯博士告訴《今日宇宙》。“這是因?yàn)?0多億年前，地球有一個(gè)富含氫、甲烷和氮的大氣層，類似于土衛(wèi)六！這些霧霾顆粒的有趣之處在于，它們本質(zhì)上是生物分子雪花，也就是說，生命構(gòu)建模塊的大聚合體結(jié)合在一起。當(dāng)這些粒子在40多億年前沉降到地球表面并落入池塘?xí)r，化學(xué)鍵就會(huì)斷裂，你就可以得到一個(gè)富含生命建筑材料的池塘。我們想知道這種來源是否可以超過池塘中100微摩爾的閾值，這種濃度足以讓它們發(fā)生反應(yīng)并開始形成核糖核酸（RNA）等第一個(gè)信息分子的過程。”
在這項(xiàng)研究中，研究人員在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下創(chuàng)造了含有0.5%至5%甲烷的有機(jī)霧霾，并使用氣相色譜/質(zhì)譜儀（GC/MS）分析了霧霾中的微量氨基酸和核酸堿基。此外，他們還將樣品加熱到200°C（392°F），以模擬樣品擱置在不適宜居住的表面上。然后，研究小組將他們的結(jié)果與計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行比較，以研究在相同環(huán)境中可能出現(xiàn)的核酸堿基數(shù)量。
皮爾斯博士告訴《今日宇宙》:“當(dāng)我們模擬有機(jī)霧霾中的核堿基濃度時(shí)（利用我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），我們發(fā)現(xiàn)這種來源可能是迄今為止我們模擬的最豐富、最持久的來源。”“提醒一下，我們迄今為止研究的所有來源（隕石、行星際塵埃和大氣HCN）的濃度都低于100微摩爾；然而，現(xiàn)在我們終于找到了突破這一門檻的源頭。”
最終，研究小組發(fā)現(xiàn)，在地球上的“溫暖的小池塘”中，核酸堿基可能存在于Hadean地質(zhì)時(shí)期。通過加熱實(shí)驗(yàn)，研究小組確定這種樣本無法在高溫表面存活。最后，他們得出結(jié)論，有機(jī)煙霧只能在古老地球上富含甲烷的大氣中產(chǎn)生生命的組成部分，“但不會(huì)豐富到創(chuàng)造一個(gè)不適于居住的表面，”皮爾斯博士在《今日宇宙》雜志上指出。鑒于這些令人難以置信的發(fā)現(xiàn)，正在進(jìn)行或計(jì)劃進(jìn)行哪些后續(xù)研究？
“我目前正在建造一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)裝置，將用于我在普渡大學(xué)地球、大氣和行星科學(xué)系的實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室將于2024年秋季開放，”皮爾斯博士告訴《今日宇宙》。“這個(gè)實(shí)驗(yàn)室被稱為起源和天體生物學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將允許我的新研究小組同時(shí)模擬早期地球的大氣化學(xué)（例如HCN和有機(jī)霾的產(chǎn)生）和池塘化學(xué)。我們最初的目標(biāo)將是利用這一點(diǎn)來演示在模擬早期地球環(huán)境中產(chǎn)生生命的第一個(gè)信息分子，如RNA .”
這項(xiàng)研究正值美國(guó)國(guó)家航空航天局計(jì)劃將其蜻蜓任務(wù)發(fā)送到土衛(wèi)六，該任務(wù)目前計(jì)劃于2028年7月發(fā)射，并于2034年在“香格里拉”沙丘地帶著陸。蜻蜓是一架四軸飛行器，其目標(biāo)是在土衛(wèi)六周圍“跳躍”尋找土衛(wèi)六潛在宜居性的證據(jù)，目前計(jì)劃的任務(wù)時(shí)間表為10年，其中科學(xué)階段為3.3年它的科學(xué)有效載荷將由質(zhì)譜儀、伽馬射線和中子光譜儀、地球物理學(xué)和氣象學(xué)包以及一套顯微鏡和全景相機(jī)組成。
蜻蜓計(jì)劃在泰坦日運(yùn)行，并在夜間停留在地面上，每次持續(xù)大約8個(gè)地球日或192小時(shí)。目前的假設(shè)是，蜻蜓單次電池充電能夠飛行16公里（10英里），其電池由多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機(jī)（MMRTG）組成，可在夜間充電。MMRTGs在太空任務(wù)中有著成功的歷史，因?yàn)樗鼈兡壳氨挥糜跒槊绹?guó)國(guó)家航空航天局的好奇號(hào)和毅力號(hào)火星車提供動(dòng)力。但是蜻蜓將如何貢獻(xiàn)或反駁這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)呢？
皮爾斯博士告訴《今日宇宙》，“鑒于土衛(wèi)六上有成噸的有機(jī)霾，我們可以預(yù)計(jì)其表面含有保存下來的有機(jī)霾顆粒，這些顆粒富含生命的組成部分。蜻蜓將包含一個(gè)質(zhì)譜儀，并將能夠表征這些粒子中的生命組成部分，以潛在地驗(yàn)證我們的實(shí)驗(yàn)室研究。”
土衛(wèi)六有著豐富的探索歷史，幾十年來無數(shù)的航天器讓我們對(duì)這個(gè)神秘的世界有了更深入的了解，它不僅是整個(gè)太陽系中第二大衛(wèi)星，也是唯一一個(gè)擁有厚厚大氣層的衛(wèi)星。雖然美國(guó)國(guó)家航空航天局的先鋒11號(hào)、旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)飛船上的相機(jī)由于月球濃厚而朦朧的大氣層而無法拍攝土衛(wèi)六的表面，但美國(guó)國(guó)家航空航天局的卡西尼號(hào)飛船首次成功地使用其紅外相機(jī)拍攝了土衛(wèi)六的表面。正是這些圖像證實(shí)了先前的假設(shè)，即土衛(wèi)六擁有液態(tài)甲烷和乙烷湖，它們只能在極冷的溫度下存在，土衛(wèi)六的表面溫度為–179°C（–290°F）。
卡西尼號(hào)攜帶了歐洲航天局的惠更斯探測(cè)器，該探測(cè)器與軌道航天器分離并降落在土衛(wèi)六表面，發(fā)回了只能在液態(tài)條件下形成的圓形巖石的表面特征。但是，考慮到土衛(wèi)六可能與早期地球相似，有甲烷大氣層和液態(tài)湖泊，我們會(huì)在土衛(wèi)六上發(fā)現(xiàn)生命嗎？
皮爾斯博士在接受《今日宇宙》采訪時(shí)表示:“土衛(wèi)六上唯一的宜居環(huán)境位于地表深處，如果沒有鉆頭或間歇泉向地表噴出物質(zhì)，就不容易到達(dá)那里。”“因此，我不確定未來幾十年我們是否會(huì)把目光投向蜻蜓以外的最佳地區(qū)。我也很難想象土衛(wèi)六上的生命起源，因?yàn)槲覀兡壳白詈玫募僭O(shè)涉及池塘的干濕循環(huán)，而這在-180攝氏度的土衛(wèi)六上是不可能的。然而，如果我在過去十年里從科學(xué)中學(xué)到了什么，那就是我們經(jīng)常被新的發(fā)現(xiàn)證明是錯(cuò)誤的，我絕對(duì)歡迎它！看看總是更好，以防萬一。”