本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:小雨,原文标题:《1,000,000,000,000,000,000次雷击!》,头图来自:视觉中国
为了确认这些磷铁石是否是由雷击产生,他们估算了从地球形成之时(约45亿年前)到有最早的生命化石记录(约35亿年前)这段时间里由雷击产生的磷的量。要做到这一点,他们需要对三个量进行计算:
每年形成的闪电管石的量;
地球早期岩石中的磷含量;
雷击可以让多少磷转化为可用的磷。
由于闪电管石是由雷击击中地面时产生的,因此研究人员首先需要计算出雷击的次数。大气中的CO₂含量可用来估计全球温度,是一个与雷暴频率紧密相关的关键因素。所以,他们查看了地球早期大气中对CO₂含量的估计值,以及对应于不同的CO₂含量的雷击次数估计值。
结果发现,在早期的地球上,每年的雷击次数在1亿到10亿次之间,每一次雷击都会形成一块闪电管石。总的来说,在地球历史的前十亿年里,可能形成的闪电管石数量多达10¹⁸块。
此外,研究人员知道,早期地球很可能是由类似玄武岩的岩石组成的,因此他们利用这些超过35亿年的岩石,测定了磷的平均含量。接着,他们利用实验中的闪电管石样本,以及其他已发表的闪电管石研究,计算出有多少磷铁石或类似形式的磷能通过雷击产生。
通过综合所有这些,研究人员最终计算得出,每一年由雷击产生产生的可用于有机反应的磷可高达10000千克。
如此算来,在大约35亿年前当生命起源之时,雷击所提供的活性磷可能和陨石提供的一样多。因此,很可能是雷击和陨石的撞击,共同为地球提供了生命诞生所需的磷元素。
三
研究人员认为,这样的结果表明,雷击也可能为其他类地行星上的生命出现提供磷。与陨石的撞击相比,雷击是一种更加可持续的磷来源。因为随着时间的推移,太阳系中的剩余物质与行星的碰撞会导致太阳系中的大型陨石丰度呈指数下降。因此,陨石虽然能为一颗行星在早期提供生命所需的大量可用的磷,但它们的数量却会迅速减少;而相较之下,雷击能稳定地带来活性磷。
新的研究为其他行星上的生命形成条件带来了新线索。它意味着,任何一颗行星具有活跃的、能产生雷击的大气层,都有可能随时存在着孕育生命所需要的磷。
#参考来源:
https://theconversation.com/origin-of-life-lightning-strikes-may-have-provided-missing-ingredient-for-earths-first-organisms-157343
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21849-2
http://www.leeds.ac.uk/news/article/4790/lightning_strikes_played_vital_role_in_origins_of_life_on_earth
本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:小雨