创造生命所需的磷，来自闪电
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导语：创造生命所需的磷 ， 来自闪电作者：人生 原创不易 ， 禁止搬运
早期地球每年都要经历数十亿次雷击 。 一些到达地面的撞击可能有助于创造条件 ， 让磷（生命的关键成分）与水发生反应 。
在早年 ， 闪电袭击了伊利诺伊州一个家庭的后院 ， 使地下富含粘土的土壤蒸发 。 它冷却后形成了一个看起来像半米高、粗糙的树干 ， 表面有玻璃状 ， 还有一层烧焦的土壤 。
闪电岩是一种富含磷的岩石 ， 有时会在闪电击中地面或在这种情况下是树干时形成 。
“这看起来很酷 ， ”博士本杰明赫斯说 。 耶鲁大学地球与行星科学系的学生 。 当时 ， 赫斯是惠顿学院的一名本科生 ， 学习地质学 ， 家人向该学院捐赠了雷击中形成的闪电岩（闪电击中地面时形成的物质） 。
闪电岩中含有一种不寻常的矿物 ， 石榴石 。 石榴石是一种磷化物 ， 一种含有磷和金属（在这种情况下为铁镍）的还原磷形式 。 “它通常存在于陨石中 ， ”赫斯解释说 。 在最近发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中 ， 赫斯和利兹大学的地质学家写道 ， 如果雷击可以产生石榴石 ， 那么在充满电风暴的早期地球中 ， 闪电可能提供了创造生命所需的大量磷 。
对系统的冲击磷酸盐是与四个氧原子结合的磷原子 ， 是生命所需的关键成分 。 “它存在于我们的 DNA 和 RNA 中 ， 是我们细胞膜的一部分 。 没有磷酸盐 ， 我们所知道的生命就无法正常运转 ， ”新南威尔士大学化学学院讲师说到 。
磷酸盐在地球上的矿物质中含量丰富 ， 但它们的磷被锁定在这些矿物质中 ， 不是益生元化学的良好来源 。 然而 ， 像石榴石这样的磷化物更具反应性 。 “当水与 [石榴石
相互作用时……它会将磷从石榴石中提取出来并将其溶解在水中 ， ”教授说 。 然后磷可用于制造有机分子所需的化学反应 。
科学家们认为 ， 在冥王星-太古代期间 ， 陨石将大部分活性磷带到了地球 。 与陨石一样 ， 闪电在早期地球上很常见——冥王星-太古代估计每年有 1-50 亿次闪光 ， 而今天每年有 5.6 亿次闪光 。 如果其中一些雷击到达地面以产生石榴石 ， 它们也可能是磷的丰富来源 。
数十亿次雷击为了了解雷击是否可能是减少磷的一个重要来源 ， 赫斯和他的合著者从伊利诺伊州后院观察了雷熔岩内部 。 通过光谱分析、X 射线荧光和衍射以及电子背散射衍射分析 ， 他们发现 25 公斤的雷熔岩结构主要是石英玻璃 ， 但也含有 0.06 至 0.17 公斤的菱镁矿 。
使用早期地球条件模型 ， 该小组随后估计了大约 40 亿年前冥王纪和太古代早期的雷击可能减少了多少磷 ， 并将其与陨石中减少的磷量进行了比较 。 （科学家们仍然不确定有多少磷化物可以在陨石撞击中幸存下来 ， 研究人员承认 。 ）该小组发现 ， 与陨石相比 ， 云对地雷击可能提供更一致的磷化物来源 ， 产生大约 100 到 10000 公斤每年减少磷 。
赫斯说：“我们发现 ， 在大约 35 亿年前生命形成的时候 ， 闪电提供了与帮助地球上生命形成所需的磷量相似的磷 。 ” 虽然陨石最初会提供更多减少的磷 ， 但到 35 亿年前 ， 陨石撞击变得不那么常见了 。 雷击可能率先提供了减少磷的来源 。
大问号“我认为这是合理的 ， 但我仍然认为陨石会是一个更大的来源 ， ”南佛罗里达大学教授马修·帕塞克说 。 表明在水中 ， 石榴石可以释放可以结合到有机分子中的磷 ， 并且雷击可能是减少磷的来源 。
“这种非生物-生物转变是最大的问号所在 。 ”
教授的研究结果表明 ， 磷是如何可用于益生元化学的 ， “例如 ， 仅仅因为你知道如何获取磷 ， 并不意味着你知道如何将其引入功能性细胞 ， ”教授说 。
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