史丹佛大學的一項新研究表明，生命可能是由水滴之間的”微閃電”不斷產生的電擊啟動的。演化樹上最重要的缺失環節就是第一個環節：活體細胞是如何從非生命物質產生的？ 有一種觀點認為，早期的地球包含了原始湯，其中含有我們所知的生物所必需的成分–它所需要的只是一種特定的催化劑來啟動化學反應，將無機化合物轉化為有機物。

最持久的觀點之一是雷擊可以提供這種火花。 1952 年的開創性米勒-烏雷實驗透過一個裝有水和氣體的燒瓶（用來代表早期地球的大氣層）發出電擊，發現產生了某些氨基酸和其他重要的生物分子。

但這假設存在一些問題。 如果這個過程發生在海洋中，那麼所產生的化學物質將過於稀釋，無法廣泛地啟動生命。 如果發生在淺池塘中，那麼在如此狹小的空間中發生雷擊的可能性微乎其微。

在新的研究中，史丹佛大學的科學家提出，電能可能來自一個更常見和穩定的來源–他們稱之為微閃電。 當水滴從海浪或瀑布等噴射到空中時，它們之間會形成微小的電荷。 這些微小的電擊可以引發複雜的化學反應，而不需要任何外部電力。

研究的資深作者理查德-扎爾（Richard Zare）說：”帶相反電荷的微水滴之間的微放電產生了之前在米勒-烏雷實驗中觀察到的所有有機分子，我們認為這是構成生命基石的分子的前生物合成的一種新機制。”

為了驗證這個觀點，研究人員進行了更新版的米勒-烏雷實驗。 實驗開始時，水箱充滿了模擬早期地球的氣體，包括氮氣、甲烷、二氧化碳和氨氣。 在混合氣體中，他們噴灑了室溫下的細小水滴。

仔細觀察後，他們發現較大的水滴往往帶有正電荷，而較小的水滴則帶有負電荷。 基礎物理學告訴我們，當帶相反電荷的液滴相互靠近時，微小的電荷會在它們之間跳躍。

雖然它們的速度太快，正常情況下無法看到，但研究人員還是利用高速攝影機捕捉到了這種微小的電光，證實了這種現象確實存在。

重要的是，在古大氣樣本中，僅噴灑的水就足以使空氣電離，並引發具有碳-氮鍵的有機分子的形成，如氰化氫、甘氨酸和尿嘧啶。 這些鍵是有機化學中最常見的鍵之一，它們出現的分子提供了蛋白質和DNA 的組成元素。

研究人員寫道：”鑑於閃電是一種間歇性和不可預測的現象，而噴水在地球上非常常見，我們認為我們的研究結果為碳-氮鍵的非生物形成提供了另一種可能的途徑。這意味著，海浪、瀑布和其他噴水可能在地球上攪動了大量的有機化合物，而這些構件最終可能開始堆積成最早的生命形式。”

這項研究發表在《Science Advances》雜誌上。