地球最早的生命可能形成於遠古島嶼溫水池
2021年01月20日09:54
圖中是藝術家描繪的太古代島嶼。
圖中是藝術家描繪的太古代島嶼。

  1月20日消息,最新研究顯示,在地球大陸形成之前,地球曾是一個島嶼世界,地球上最早的生命可能是從全球性海洋中的島嶼溫水池中進化而來。

  地球上已知最古老的生命可追溯至35億年前,僅是地球形成10億年之後,在距今37億年前和39.5億年前的遠古岩石中曾發現可能存在的生命證據,但是這些生命樣本存在爭議,它們可能暗示著在地球大氣和海洋形成不久就進化出現生命。

  地球生命起源論也存在爭議。但總之,地球上的生命需要基本組成分子(氨基酸和核苷酸)進行化學反應,形成複雜分子,例如:蛋白質、RNA和DNA,這種從積木分子轉變為較長分子鏈的過程叫做聚合,它需要特定的溫度和條件才能形成。

  2008年發表在《自然微生物學評論》雜誌的一項研究顯示,部分科學家認為,地球最早的微生物出現在海底熱液噴口,這裏的化學條件可能促成聚合反應。其他科學家則表示,海底熱液噴口釋放太多熱量,無法進行有效聚合反應,而水下環境也會加大聚合反應的難度,很可能地球最早生命形成於淺水池塘邊緣,由地熱能進行加熱。

  需要堅實的地面?

  如果溫水池生命假說成立,早期地球需要堅實的地面,沒有堅實的地面就意味著沒有地方可以容納溫水池,這是1月4日發表在《自然地球科學》雜誌的一項最新研究的切入點。美國耶魯大學地球科學家Jun Korenaga和墨西哥恩塞納達科學研究與高等教育中心的胡安·卡洛斯·羅薩斯對40億-25億年前太古代地形頗感興趣。美國斯克利普斯海洋研究所化學家傑弗里·巴達是溫水池假說論的支援者,他聯繫了Jun Korenaga,探討分析太古代是否可能存在陸地。

  他們使用計算機模型重現了太古代環境條件,Jun Korenaga稱,新的海底環境是在洋脊中形成的,伴隨著地球中間層地幔深處的岩石上升並融化,逐漸形成了新的海洋地殼,當地殼從洋脊(看起來像水下山脈)的起源處滑離時,會冷卻收縮,密度增大,高度降低。

  與此同時,地球也存在內部熱源:由地幔深處放射性元素衰變產生的放射性加熱,這些熱量傾向於向上推動,最終導致地表海拔高度增加。

  在太古代時期,這種放射性加熱作用更強,意味著即使新海洋地殼冷卻收縮,它也會被向上推高,這可能導致水下海底山被推高至海平面以上形成島嶼,與海洋中部的山脊不同,海底山往往是圓形結構。

  Jun Korenaga稱,如果追溯至地球遠古時期,當時仍存在著冷卻效應,但是地幔深處會出現更大的暖化效應,最終地幔釋放放射性熱量將佔據上風。

  生命起源

  研究表明,在地球出現較大大陸板塊之前可能存在乾燥陸地,Jun Korenaga稱,溫水池假說有一個非常堅實的地質基礎,但這並不意味著該假說是正確的,最新研究表明,不能僅依據地質狀況就排除溫水池塘存在的可能性,目前地球化學家正在積極努力尋找陸地上有利於生命化學物質的限製條件,這是一項知識點豐富的學科。(葉傾城)

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