天外来客!地球早期生命可能来自太空

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【大纪元2013年07月12日讯】(大纪元记者李洗尘编译报导)早期的地球在出现生命的时候,环境非常恶劣。事实上,新的研究表明,地球上的早期生命可能来自太空。

美国劳伦斯利福摩尔国家实验室(LLNL)的科学家高盛(Nir Goldman)和安大略省大学技术学院的同事汤伯林(Isaac Tamblyn)发现,几十亿年以前,当冰冷的彗星撞向地球时,可能已经产生了能构成生命的有机物,包括构成蛋白质、DNA和RNA堿基对的物质。

彗星含有多种简单的分子,例如水、氨、甲醇和二氧化碳,当与行星表面的撞击时,可能产生大量的能量来促发化学反应。

高盛说:“几十亿年前,在彗星和小行星与地球发生猛烈撞击时,每年会给地球带来高达10万亿公斤的有机物质,这个质量比过去地球上存在有机物质要多出几个数量级。”

高盛的早期工作基于集型模拟模型,那时只能模拟10至30皮秒(picosecond)的彗星撞击事件。现在,利用LLNL的超级计算机,高盛使用更高效的计算模型进行了新的模拟,彗星撞击的时间能延长到数百皮秒,更加接近化学平衡的时间。

高盛说:“因此,我们现在看到各种各样的碳水化合物产物,这些物质可能生成有机物,并最终引发生命。”

彗星的大小从1.6公里至56公里不等。当彗星穿过地球大气层时,外部被加热,但内部保持冰冷。当与行星表面撞击时,突如其来的压缩将产生冲击波。冲击波可以在瞬间生成巨大的压力和高温,从而引发彗星内部的化学反应,此时,彗星还来不及和它周围的行星环境发生相互作用。

同时,那些星际间的飞行物在掠过地球大气层的时候,可能会产生有利于有机合成的热力学条件。所有这些进程可能会为地球送来相当数量的有机物种。

该研究小组发现,对富含二氧化碳冰混合物施加适度的冲击压力和温度(约36万个大气压的压力和华氏4,600度),能产生一些含氮杂环化合物,在碰撞和冷却之后,能游离形成功能芳香烃。这种产物被认为是生成DNA和RNA堿基对的前体。

相反,较高的冲击条件下(约48万至60万个大气压的压力和华氏6,200~8,180度)将导致甲烷、甲醛、以及一些长链碳分子的合成。这些化合物是氨基酸和复杂的有机合成的前体。在这些条件下,所有的冲击压缩模拟都显示,在产物膨胀和冷却后,都产生了大量新的简单碳氮化合物,它们是众所周知的原始生命的前体。

高盛说:“彗星的撞击能导致原始生命分子的合成,甚至不需要其它的‘特殊’条件,如催化剂、紫外辐射、或星球上预先有的特殊条件。这个研究数据非常关键,能够帮助我们理解彗星撞击对于早期地球和其它星球上构成生命的化合物起到的作用,同时也将指导未来在这些领域的实验。”

(责任编辑:张东光)

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