月球的起源和地球上生命的起源可能比我们曾经认为的更加紧密地联系在一起,周三发表在《科学进展》杂志上的一项新研究表明,与地球相撞的宇宙碎片为4.4,10亿年前,月球被创造出来,它还负责提供生命进化所必需的最基本的元素。
“人类最大的问题之一是,我们在宇宙中是否孤独,”莱斯大学地球、环境和行星科学教授、这项新研究的合著者拉吉迪普·达斯古普塔说,“要创造我们所知的生命,关键的化学成分必须具备,氢和氧是最明显的元素,因为它们可以聚集在一起形成水,但其他生命必需的元素包括碳、氮和硫。
人们从未真正了解这些元素是如何在地球上起源的,但达斯古普塔解释说,占主导地位的理论一直是,这些元素是在地球形成基本完成后,通过陨石和彗星的撞击抵达地球的,但是由于这些元素在地球上的浓度所引发的尚未解决的问题,关于这些影响的时间和规模一直存在争议。
达斯古普塔说:“以前人们认为,撞击物质是微小的、未分化的原始物体,而不是一个行星大小的物体。”但有一个问题,在这些原始陨石中,碳与其他元素的比例总是远远低于在地球非核心物质中测量到的比例。
随着研究小组对这个谜团的思考越来越深入,他们开始确定一个新的假设,这些元素是由一个具有富硫内核的行星大小的物体带到地球上的,地球化学过程使一颗行星从含硫丰富的地核中生长出来,促使碳和氮从地核向地表移动,这将有助于解释为什么在这个行星大小的物体与地球相撞之后,我们的星球会在硅酸盐中留下更大比例的碳和氮。
“换句话说,”他说,“我们试图回答是否存在一种单一的传递机制,能够解释地球上生命所必需的所有元素的相对预算。”模拟富硫行星内核形成的高压和高温条件的实验室实验支持了这一观点,碳和氮的浓度不会被隔离到富含溶解硫的金属核心中,而是优先向早期行星外层发现的硅酸盐移动。
这样一颗行星如果能成功地撞向地球,将是把这些易挥发物质带到地球的完美载体,这个团队运行了超过十亿次的计算机模拟,模拟了我们所知道的太阳系的历史,最可能的情况是,一颗内核含硫丰富的行星撞向我们的世界,使其具有硅酸盐地球上的碳和氮浓度,这有助于生命的进化。
此外,这种碰撞的规模也将与月球形成碰撞的规模基本相当,“我们把这些点连起来,”达斯古普塔说,“鉴于我们认为碳、氮、硫是在最后一次巨大撞击中形成的,如果同样的撞击也可能形成月球,那就说得通了。”这一解释也有助于进一步解释地球和月球之间广泛的地球化学相似性。
当然,目前还没有办法证明这个最新的理论是否正确,所有这些都将取决于收集更多的地球化学数据,这些数据要么符合模型,要么与模型不符,达斯古普塔还补充说,这项调查并没有明确说明月球形成的影响是否与地球上的水的起源有关,而地球上的水本身就是一个研究热点,碳、氮和硫只是构成地球生命的几个基本元素,而水的奥秘则是另一个需要解决的问题。
然而尽管这些发现可能阐明地球上的生命是如何起源的,但更令人兴奋的是,它们对寻找外星生命意味着什么,达斯古普塔说:“就其可居住性或化学可居住性而言,一颗岩石行星不需要具备从其起源产生和维持生命所需的所有元素。”“它可能会受到来自其他行星的巨大冲击,从而改变其组成,使其更适合生命的存在。”
随着我们发现越来越多潜在的宜居系外行星,我们需要决定哪些行星更值得我们
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