據(jù)一項(xiàng)最新研究表明,生命的起源或與地球的遠(yuǎn)古碰撞有關(guān),而這次碰撞是形成月球的關(guān)鍵!
這場(chǎng)來(lái)自44億年前的遠(yuǎn)古大碰撞不僅誕生了月球,而且地球很可能從中獲得了生命形成所需元素!
讓我們還原一下這場(chǎng)驚世駭俗的大碰撞:44億年前,一顆火星大小的被稱為“忒亞”的行星撞上了原始地球,當(dāng)時(shí),地球還未誕生生命,碰撞將大量的物質(zhì)從這對(duì)行星拋向太空,并與地球合并,相當(dāng)于被地球吞沒(méi)合并。而一些被暴力解放的物質(zhì)最終結(jié)合在一起形成了月球,而其他的碎片則被我們這個(gè)傷痕累累、流血不止的世界吞噬,隨后月球正巧不巧地轉(zhuǎn)移到圍繞地球的永久軌道。
早期科學(xué)家認(rèn)為該事件僅僅誕生了月球,但一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn),這一事件的影響可能比之前認(rèn)為的要大得多。這次碰撞還可能為我們的星球注入了生命形成所需的碳、氮和硫,這些是我們所知的生命的關(guān)鍵化學(xué)組成部分。
科學(xué)家解釋,那時(shí)的地球有點(diǎn)像今天的火星。它有一個(gè)地核和一個(gè)地幔,但它的非核心部分存在揮發(fā)性很差的元素如氮,碳和硫等,碳、氮和硫是“易揮發(fā)”的元素,這意味著它們的沸點(diǎn)相對(duì)較低,對(duì)于新生的行星和衛(wèi)星來(lái)說(shuō),它們很難附著。許多其他重要的生命化學(xué)物質(zhì),包括水,也是揮發(fā)物。
科學(xué)家表示忒亞的地核可能含有豐富的硫化物,硫阻礙了地核對(duì)碳和氮的吸收,將這些元素推入地幔和地殼,因此當(dāng)時(shí)的地球也被稱為“塊狀硅酸鹽地球”。由于我們星球的非核心部分的元素,可以相互混合,但它們從不與核心的元素相互作用。雖然一些揮發(fā)物存在于地核中,但它們無(wú)法到達(dá)地球的外層。然后碰撞發(fā)生了,由此誕生了生命所需元素。
但是還有一種理論認(rèn)為,一種被稱為碳質(zhì)球粒隕石的特殊類型的隕石撞擊地球,使大塊硅酸鹽地球產(chǎn)生了這些揮發(fā)性元素。這一觀點(diǎn)基于一個(gè)研究發(fā)現(xiàn):氮、碳和氫的同位素的比例似乎與這些隕石上發(fā)現(xiàn)的比例相匹配。
因此,該理論的支持者認(rèn)為,隕石肯定是這些元素的來(lái)源。但是后來(lái)這項(xiàng)理論被推翻了,因?yàn)樘己偷谋壤д{(diào)了。這些隕石的碳含量約為氮的20倍,而地球的非核心物質(zhì)的碳含量約為氮的40倍。所以該猜想被否決了。
模擬實(shí)驗(yàn)
為了徹底還原44億年前那場(chǎng)空前的碰撞,科學(xué)家們開始著手創(chuàng)造一顆可能與地球相撞的行星。
在實(shí)驗(yàn)室里,科學(xué)家在一種特殊的熔爐里,創(chuàng)造了高溫高壓的條件,在這種條件下,行星的內(nèi)核可能會(huì)形成。在石墨(碳的一種形式)的膠囊中,他們將金屬粉末(代表核心,包括鐵和氮等元素)與不同比例的硅酸鹽粉末(硅和氧的混合物,用來(lái)模擬假想的地球地幔)結(jié)合在一起。
在他們的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變溫度、壓力和硫的比例,研究小組設(shè)想了這些元素是如何在地核和這個(gè)假想星球的其他部分之間分裂的。
他們發(fā)現(xiàn),在高濃度的氮和硫存在的情況下,碳與鐵結(jié)合的可能要低得多,并且即使存在大量的硫,氮與鐵結(jié)合的可能也要低得多,因此,要想把氮從地核中排除,并存在于地球的其他地方,它應(yīng)該含有高濃度的硫。
然后,他們將這些可能性與不同揮發(fā)性元素的行為方式,以及目前地球外層碳、氮和硫的含量等信息一起輸入模擬。
研究小組還進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,探索了超過(guò)10億個(gè)不同的場(chǎng)景,以便更好地理解地球是如何獲得揮發(fā)物的,結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)一個(gè)最有可能的事件,可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)正確的碳氮比,那就是一個(gè)核心包含大約25到30%硫的火星大小的星球與地球發(fā)生碰撞并合并!
科學(xué)家激動(dòng)地稱,這項(xiàng)研究的結(jié)果是非常有可能的,因?yàn)楦鞣矫娴臄?shù)據(jù)偏差不會(huì)太大,不過(guò)還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證!
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