为什么很少有行星能够支持生命

生命需要的不仅仅是水和合适的温度。新的研究表明,只有少数行星具备生命所需的化学条件,而地球可能是宇宙彩票中罕见的赢家之一。为了使非生命物质中出现生命,某些元素必须有足够的可用量[...]为什么如此少的行星可以支持生命的帖子首先出现在Knowridge Science Report上。

来源:Knowridge科学报告

生命需要的不仅仅是水和合适的温度。

新研究表明,只有少数行星具备生命所需的化学条件,而地球可能是宇宙彩票中罕见的赢家之一。

为了从非生命物质中产生生命,某些元素必须有足够的量。

其中最重要的两种是磷和氮。磷对于储存和传递遗传信息的 DNA 和 RNA 至关重要,并且在细胞管理能量方面也发挥着关键作用。

氮是蛋白质的核心组成部分,是所有活细胞的结构和功能所必需的。没有这些元素,我们所知道的生命就不可能存在。

由苏黎世联邦理工学院生命起源和普遍性中心博士后研究员克雷格·沃尔顿 (Craig Walton) 与苏黎世联邦理工学院教授玛丽亚·舍恩巴赫勒 (Maria Schönbächler) 领导的一项新研究表明,磷和氮的可用性取决于行星早期历史中的一个非常特定的时刻。

该研究发表在《自然天文学》上。

当行星形成其核心时,关键时刻就会发生。在行星生命的早期,它大部分是熔化的。铁等重元素向内沉入形成地核,而较轻的物质则留在地幔和地壳中。

磷和氮是否最终到达生命可以利用的地方取决于这个过程中存在多少氧气。

如果氧气太少,磷就会与铁结合并沉入地核,从而将其永久地从地球表面环境中清除。如果氧气过多,磷就会留在地幔中,但氮气更有可能逃逸到大气中,最终消失在太空中。在这两种情况下,生活都很难开始。

简而言之,地球承载生命的能力可能取决于一种罕见而微妙的化学平衡——很少有行星能够达到这种平衡。