上万摄氏度高温,接近一半的行星物质被剥离,不破不立还真言中了

编者按:地球在45亿年前和一颗名为Theia天体的天体撞击,除了形成月球之外,还发生了与生命诞生有关的关键过程。

月球在1960年代开始被大规模探索,美苏向月球发射了100多个探测器,并且实现了1969年第一次载人登月,以及1970年代苏联多次从月球上无人返回样本的成就。根据阿波罗宇航员带回的岩石样本分析,地球和月球的基本成分相似,但也有区别,比如月球上拥有大量的玄武岩、斜长岩、角藤岩等,与地球上的沉积岩、变质岩有区别,但是月球和地球拥有的元素接近,化学基础是相同的。

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随着我们对月球研究的深入,一些与地球生命诞生有关的线索也逐渐浮出水面,最典型的就是形成月球的过程中,地球获得了碳、氮等挥发性元素,高温高压的环境为构建更加复杂的生命分子奠定了基础。

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目前科学界的普遍观点是月球形成于地球与另一颗天体的碰撞中,碰撞导致月球上有另一颗天体的主要结构,并且物质与地球相互交融,这颗史前行星被称为Theia天体。Theia天体大小和火星相当,在45至46亿年前太阳系混乱时期,地球刚刚建立了自己的轨道,但太阳系中仍然是混乱一片,Theia天体轨道正好与地球有交点,于是撞击就发生了。地球与Theia天体撞击过程中,大部分物质发生合并,形成上万摄氏度高温。

除了月核和地核没有动到外,地幔、地壳等接近一半的行星物质被剥离,这场撞击中Theia天体上的大部分碳、氮和其他生命必需的挥发性元素进入到地球上。根据德克萨斯州休斯顿莱斯大学实验室的模拟,在高温和高压下,富含硫的行星内核可将碳、氮的挥发物排挤,并且在硅酸盐地层中留下了大量的碳、氮等挥发物,为地球上形成碳基生命奠定了基础。用一句话说这还真是不破不立,Theia天体摧毁了地球将近一半的物质,也将自己的物质混入地壳,重新形成的地球具备了诞生生命的基础,而月球则是默默地一边呆着。

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从地月碰撞可交换挥发性元素,并且形成高温高压环境促进生命分子诞生的机制可以看出,如果太阳系之外也发生行星碰撞,那么我们也有理由认为这是形成生命分子的前兆。从机制上看,生命的诞生也非偶然,如果有足够合适的物化基础、诞生环境,生命也是可以复制。因为银河系中数千亿颗恒星,它们中绝大部分周围都有行星,类似的过程应该还会在其他恒星周围发生。

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研究地球诞生生命的模型也是在为地外生命的诞生建立机制,许多人一直指责为什么老是根据地球模型去思考其他生命的诞生形式,生命不应该拥有多种机制吗?这话不假,但如果我们对地球生命诞生模式还不清楚,那如何能够研究其他化学过程形成的生命。现在至少有一点可以确认,地球生命诞生是一切机制恰到运行后的必然,如果我们将所有机制搞清楚,就明白如何在宇宙创造生命。


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