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地球上的生命可能由一场古老的、剧烈的碰撞得以实现

一项新的研究表明,地球生命的起源与一次形成了月球的宇宙碰撞有关,该碰撞提供了关键元素。

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这张艺术化的可视化图像展示了天琴座附近的一次行星碰撞。一项新研究表明,地球从原地球与一颗火星大小的物体碰撞中获得了引发生命的元素,这次碰撞也形成了月球。图片来源:NASA

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形成月球的剧烈宇宙碰撞是否让地球生命成为可能?一项新研究表明是这样。

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关于生命如何在地球上起源,有许多理论,其中许多试图解释我们的星球如何获得生命所需的“配料”:如碳和氮等元素。

此前,科学家们曾提出,陨石向地球运送了生命所需的元素。尽管这些元素在地球上的同位素特征与这些天体相符,但碳氮比却不太对。据信向地球输送了生命关键元素的陨石(称为碳质球粒陨石)的碳氮比约为20:1,而地球上的碳氮比约为40:1。

然而,赖斯大学的一群岩石学家表示,这些关键元素可能是在一次惊人的碰撞中被送来的。科学家们知道,很久以前原地球与一个火星大小的物体碰撞形成了月球——他们认为,正是这次撞击也为我们带来了引发生命的元素。

为了得出这一结论,研究团队基于一系列实验创建了该事件的模拟。这些实验测试了碳、氮和硫在岩石行星核心形成过程中的行为。然后,团队模拟了核心形成过程中经历的高压和高温,并估计了一颗拥有富硫核心的火星大小行星中可能含有多少碳或氮。最终,他们得到了一个能够准确模拟地球上碳、氮和硫观测值的地球化学模拟。

一个可能的情景

通过他们的模拟,结合地球上已知的元素比例和浓度,该团队发现,与其说是陨石雨带来了关键元素,不如说更有可能的情况是一次性全部到位的。

“我们的模拟结果表明,地球硅酸盐部分中碳、氮和硫起源最可能的情景是,这些元素是由一颗火星大小的行星(质量为当前地球的8-10%)与原地球合并带来的,”论文合著者Rajdeep Dasgupta在一封电子邮件中表示。此外,这样的行星可能拥有一个富硫的核心。

这项工作并没有完全解决生命如何在地球上起源的问题,但它开始回答了生命所需的“配料”是如何来到地球的。“关于生命真正是如何起源的,还有许多未解的问题。然而,我们的研究为生命配方所需的原材料提供了一种机制,”Dasgupta说。

这项工作发表在《科学进展》杂志上。

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