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地球上的生命起源於慧星撞擊地球

生命的起源

大約46億年前,一團旋轉著的塵埃氣體盤中逐漸誕生了今天我們生活的太陽系。初生的地球是荒蕪而乾燥的,最早的生命究竟是如何出現的?這個問題一直沒有得到完全的解答。我們所知的生命無法在缺乏水和有機分子的環境下存在,後者是構成所有生命形式的基本材料。一個被普遍持有的觀點是所有這些關鍵組件都是由彗星撞擊地球時所帶來的。

大撞擊

彗星的主要成分是塵埃和水冰。天文學家們已經對不同彗星所含有的水體成分進行了考察,確定其水體同位素成分是否與地球上的水體一致。最新的研究成果表明,彗星不太可能是地球上水體的主要提供者。因此,這一結果就意味著地球上的水可能還有其他的來源,比如小行星。當然,在能夠給出確定的結論之前我們還需要仔細審視更多的案例。

催生複雜生命形式的種子

所有地球生命都是由複雜的有機分子組成的,其中包括構成蛋白質的氨基酸、構建DNA的鹼基以及類似糖分一類的碳水化合物。

科學家們對於早期地球上能夠擁有足夠多樣化的化學物質,從而能夠構建出這樣的複雜化合物表示懷疑。

而彗星卻是一個現成的有機分子庫。彗星上廣泛存在一些簡單化學物質,如二氧化碳和甲醇。在2014年著陸67P彗星彗核表面的歐空局「菲萊」著陸器在彗核表面發現了16種不同的有機分子。這些分子可能曾經在形成地球上最初的氨基酸和鹼基以及糖類的階段發揮了重要作用。美國宇航局的科學家們此前還在懷爾德-2號彗星的塵埃中識別出一類完全成型的氨基酸成分:甘氨酸。

在太陽系歷史早期曾經經歷過一段嚴重的大撞擊時期,即所謂「晚期大撞擊時期」(LHB),在這一時期有大量的小行星和彗星撞擊地球。科學家們相信在這段時期內有大量有機物質由彗星被帶到了地球上。

在實驗室中,科學家們不斷實驗著使用「人造彗星」撞擊「人造行星」可能產生的結果。實驗表明,在高速撞擊條件下,彗星上的簡單有機化學物質將會結合併產生一些複雜的氨基酸成分。並且當這些氨基酸被摻入彗星原始成分之後,研究人員觀察到在撞擊之後出現了肽鏈結構,這是邁向蛋白質合成的方向。

以上這些實驗室工作只是對於真實的彗星與地球之間撞擊情景的粗略模擬。但即便如此,它仍然啟發很多科學家產生這樣的設想,即並非是彗星帶來的水,而是彗星帶來的有機分子,在地球上最初生命的誕生過程中起到了關鍵性的作用。

彗星來自太陽系形成初期的冰封天體,記錄著太陽系原始信息,如果我們在彗星上發現有機分子,這就暗示太陽系形成之初就有這些物質了。大多數彗星的軌道都遠離太陽,有一些彗星的軌道受到引力擾動而進入太陽系內側。表面溫度升高後可釋放出氣體,揮發物,科學家以此確定彗星上的物質成分。洛夫喬伊彗星的編號為C/2014 Q2,是一顆比較活動的彗星,自海爾-波普彗星在1997年掠過近日點後,就屬洛夫喬伊彗星最活躍了。2015年1月,它通過近日點,科學家發現其每秒噴射出20噸的水。

科學家通過IRAM30米射電望遠鏡的觀測結果顯示,彗星周圍大氣中出現了特定微波頻率輝光,這是一種分子的光譜,通過識別後發現其中存在有機物質。科學家認為彗星在古時候撞擊地球,為地球帶來了水和有機分子,為生命的誕生提供了基礎物質。洛夫喬伊彗星上發現了有機分子暗示,彗星可能在宇宙中扮演著生命使者身份,同時彗星上有著非常複雜的化學反應。戈達德太空飛行中心科學家Stefanie Milam認為,在38億年前,彗星和小行星就經常撞擊地球,為地球帶來了多個碳原子的複雜分子。

之後形成了複雜有機物,比如氨基酸。從簡單的碳鏈開始,進一步聚合成複雜有機分子,最終形成了生命。天文學家發現,彗星擁有早期太陽系的物質,或許我們能夠發現太陽系在誕生之初擁有何種有機分子,在年輕的太陽原行星盤中,有機物質或許從來不缺。

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