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根據《科學報告》5月25日發(fā)表的一篇論文，生命起源所需分子的前體，可能產生自富含鐵的顆粒，而這些顆粒則來自隕星或地球上約44億年前的火山爆發(fā)。
此前研究表明，有機分子的前體（烴類、醛類和醇類）可能是小行星和彗星帶來的，或者由地球早期大氣與海洋的反應所生成。這些反應可能由閃電、火山活動或撞擊的能量所促成。但是數據的匱乏意味著人們還不清楚產生此類前體的主要機制。
德國慕尼黑大學和馬克斯·普朗克天文學研究所的Oliver Trapp和同事研究了小行星或火山島沉積的塵埃顆粒是否能夠推動大氣二氧化碳轉變?yōu)樵缙诘厍蛏嫌袡C分子的前體。
通過將二氧化碳氣體放入一個加熱加壓系統（高壓釜），壓力在9-45巴之間，溫度范圍在150-300°C之間，研究人員模擬了一系列過去研究中認為早期地球存在的條件。他們還在系統中添加了氫氣或水，模擬濕潤和干燥的氣候環(huán)境。
通過在系統中加入不同組合的鐵隕石、石隕石或火山灰等的粉碎樣本，還有可能出現在早期地球上以及在地殼、隕石或小行星上發(fā)現的礦物，研究人員模擬了隕石或火山灰顆粒在火山島上的沉積。
研究人員發(fā)現，隕石和火山灰富含鐵的顆粒物，在多種早期地球可能存在的大氣和氣候條件下，能推動二氧化碳轉化為烴類、醛類和醇類。他們觀察到，醛類和醇類形成于較低溫度下，而烴類形成于300°C環(huán)境下。
作者認為，早期地球大氣隨著時間逐漸冷卻，醇類和醛類的產生可能增加。這些化合物可能隨后參與到進一步反應中，可能形成了碳水化合物、脂類、糖類、氨基酸、DNA和RNA。
通過計算觀察到的反應率，和使用此前對早期地球環(huán)境研究的數據，研究人員估計他們提出的機制可能在早期地球上每年合成高達60萬噸有機物前體。
研究人員提出，這一機制結合其他早期地球大氣和海洋的反應，可能有助于地球生命的起源。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41598-023-33741-8
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