
正如美國(guó)國(guó)家航空航天局Terra衛(wèi)星的這張照片所示,地球是一個(gè)海洋行星 。(圖片來源:美國(guó)國(guó)家航空航天局Robert Simmon和Marit Jentoft-Nilsen基于MODIS數(shù)據(jù)拍攝的圖像)
據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(Victoria Corless):新的研究表明 , 宇宙塵埃可能有助于啟動(dòng)地球上的生命 。這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了一個(gè)普遍認(rèn)為這不是一個(gè)合理解釋的假設(shè) 。
地球上生命的起源長(zhǎng)期以來一直是個(gè)謎 。許多理論認(rèn)為,生命起源于“益生元化學(xué)”,在這種化學(xué)中,有機(jī)化合物形成并反復(fù)自我組織,直到我們所知道的生命發(fā)展 。
然而,科學(xué)家們注意到,構(gòu)成地球表面的巖石相對(duì)缺乏這種益生元過程所需的必需元素的反應(yīng)性和可溶性形式,如磷、硫、氮和碳 。
事實(shí)上,科學(xué)家在今年早些時(shí)候發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上的一篇論文中寫道,地球上的生命正在為這些元素的有限庫(kù)進(jìn)行“激烈的競(jìng)爭(zhēng)” 。
那么,在這樣的條件下,生命是如何進(jìn)化的呢?
主流理論認(rèn)為,生命所需的成分可能已經(jīng)被運(yùn)送到地球 。然而 , 目前尚不清楚這些材料是如何在不被破壞的情況下到達(dá)地球表面的 。
在《自然天文學(xué)》的研究中,科學(xué)家們調(diào)查了細(xì)粒“宇宙塵埃”是否可以提供答案 。這種顆粒物質(zhì)是在太空中由小行星碰撞或彗星在太陽(yáng)系周圍移動(dòng)時(shí)的蒸發(fā)和分解產(chǎn)生的 。
他們寫道:“與較大的天體相比,宇宙塵埃每年向地球的通量基本上是恒定的 。” 。“此外,一些宇宙塵埃顆粒相對(duì)平緩地穿過地球大氣層,從而保留了比大型撞擊物更多的原始”元素 。

2015年7月6日,深空氣候觀測(cè)站(DSCOVR)衛(wèi)星從100萬(wàn)英里外拍攝到了地球整個(gè)陽(yáng)光照射面的第一張照片 。(圖片來源:美國(guó)國(guó)家航空航天局)
該團(tuán)隊(duì)表示,盡管這是一種合理的遞送機(jī)制,但這種材料在益生元理論中很少被考慮,因?yàn)樗植荚诖竺娣e上,可能會(huì)使其在足夠高的濃度下不那么明顯或更難研究 。但是 , 今天地球上通過正常的沉積過程確實(shí)形成了濃縮的宇宙塵埃沉積物 。
該團(tuán)隊(duì)寫道:“有許多行星過程可以將細(xì)粒物質(zhì)從大面積的表面積集中起來,形成集中的沉積物 。” 。例如 , 風(fēng)可以將灰塵和小顆粒吹到特定區(qū)域,形成沙丘 。河流和溪流輸送和沉積細(xì)沉積物,形成海灘 。冰川移動(dòng)并沉積碎屑,導(dǎo)致冰磧的形成 。這些過程中的每一個(gè)都在特定的位置收集和集中材料 。
該團(tuán)隊(duì)利用天體物理模擬和地質(zhì)模型 , 試圖量化在月球形成撞擊事件發(fā)生后的前5億年里,可能在地球表面積聚的宇宙塵埃的通量和成分,這一理論認(rèn)為地球的月球是在地球和火星大小的物體碰撞時(shí)形成的 。這些類型的碰撞在太陽(yáng)系形成過程中很常見 。
數(shù)值模型考慮了來自木星彗星和小行星家族的塵埃 。在將結(jié)果與目前地球上吸積的估計(jì)值進(jìn)行比較后,研究小組發(fā)現(xiàn),早期地球上宇宙塵埃的總吸積量可能比今天觀測(cè)到的高出100到10000倍 。
該模型還用于預(yù)測(cè)特定地質(zhì)時(shí)期沉積的松散沉積物中粉塵的比例 。他們考慮了一系列合適的環(huán)境,包括冰川表面、炎熱的沙漠和深海沉積物 。為了證實(shí)他們的結(jié)果,研究小組將其與當(dāng)今地球上這些環(huán)境的已知測(cè)量值進(jìn)行了比較 。
研究小組發(fā)現(xiàn),宇宙塵埃是深海沉積物的一小部分 , 即使在模型預(yù)測(cè)的最高速率下也是如此 。然而,在沙漠和冰川地區(qū) , 宇宙塵埃可能占沉積物的50%以上 。最高濃度,超過80% , 將出現(xiàn)在冰川正在融化的地區(qū),在冰晶巖孔中發(fā)現(xiàn)的沉積物中——當(dāng)風(fēng)將沉積物吹到冰川上時(shí),冰川表面形成的孔——就像它們含有當(dāng)今報(bào)告的最高水平的宇宙塵埃一樣 。
類似南極的冰蓋,含有高水平的宇宙塵埃的冰晶石沉積物,以及冰前湖泊 , 似乎為生命的早期階段提供了良好的環(huán)境 。研究人員建議,隨著時(shí)間的推移,它們還可以與其他類似的環(huán)境進(jìn)行交互,類似于流如何合并 。
總的來說 , 這些結(jié)果對(duì)普遍認(rèn)為的宇宙塵埃無法啟動(dòng)地球上生命的假設(shè)提出了有趣的挑戰(zhàn) 。
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