小行星化學揭示催生地球生命的秘密成分
研究人員分析了隕石中鋅的化學特徵,以追溯地球揮發性元素的起源。 他們的研究結果表明,如果沒有”未熔化”小行星的貢獻,地球可能缺乏足夠的揮發性化合物來孕育生命。隕石中的鋅揭示了地球的基本揮發物來自未熔化的小行星,這對生命至關重要。 這項發現可能會為尋找其他行星上的生命提供指導。
來自熔化的行星核心的鐵隕石(左)和來自未熔化的”原始”行星的隕石(右)。 圖片來源:Rayssa Martins/Ross Findlay
揮發性化合物是在相對較低的溫度下變成蒸氣的元素或化合物。 它們包括生物體內最常見的六種元素以及水。 隕石中發現的鋅具有獨特的成分,可用於確定地球揮發物的來源。
來自劍橋大學和倫敦帝國學院的研究人員先前發現,地球上的鋅來自太陽系的不同部分:大約一半來自木星以外,另一半來自離地球更近的地方。
劍橋大學地球科學系的雷薩-馬丁斯(Rayssa Martins)博士說:”生命起源最基本的問題之一是,生命進化所需的材料來自哪裡。如果我們能夠了解這些材料是如何出現在地球上的,就有可能為我們提供生命如何在這裡起源以及生命如何在其他地方出現的線索。
類地行星是岩石行星(如地球)的主要組成部分。 這些小天體是透過一個稱為吸積的過程形成的,在這個過程中,年輕恆星周圍的粒子開始黏在一起,並逐漸形成更大的天體。
隕石中的鋅同位素表明,地球上重要的揮發性物質來自未熔化的小行星,這對生命的發展至關重要。 資料來源:劍橋大學塞奇威克地球科學博物館。
但並非所有的類地行星都是一樣的。 太陽系中最早形成的類地行星受到了高水平的放射性輻射,導致它們熔化並失去了它們的揮發物。 但有些類地行星是在這些放射源大部分滅絕後形成的,這有助於它們在熔化過程中存活下來,並保留了更多的揮發物。
在Science Advances雜誌上發表的一項研究中,馬丁斯和她的同事研究了從這些行星到達地球的不同形式的鋅。 研究人員測量了大量來自不同類地行星的隕石樣本中的鋅含量,並利用這些數據建立了地球如何獲得鋅的模型,追溯了地球歷經數千萬年的整個增生期。
他們的研究結果表明,雖然這些”融化”的類地行星佔地球總質量的70%,但它們只提供了地球約10%的鋅。
根據該模型,地球上其餘的鋅來自那些沒有熔化並失去了揮發性元素的物質。 他們的研究結果表明,未熔化的物質或”原始”物質是地球揮發物的重要來源。
這項研究的第一作者馬丁斯說:「我們知道,行星與其恆星之間的距離是決定行星在其表面上維持液態水的必要條件的決定性因素。但我們的研究結果表明,無論行星的物理狀態如何,都無法保證行星首先就具備了擁有足夠的水和其他揮發性物質的適當材料。
透過數百萬年甚至數十億年的進化來追蹤元素的能力,可能是在其他地方尋找生命的重要工具,例如在火星或太陽系外的行星上。其他年輕的行星系統也可能有類似的條件和過程。在尋找其他地方的宜居行星時,我們應該牢記這些不同物質在提供揮發物方面所扮演的角色。
編譯自/ SciTechDaily