生命需要的不仅仅是水:科学家刚刚发现的缺失线索

地球的宜居性可能可以追溯到其形成过程中精确的化学平衡,这种平衡可以防止对生命至关重要的元素消失到地核或漂入太空。一个世界可能从远处看起来充满希望,但仍然缺少生物学所依赖的化学成分。其中最关键的两个是磷和氮,并且 [...]

来源:SciTech日报

地球的宜居性可能可以追溯到其形成过程中精确的化学平衡,这种平衡可以防止对生命至关重要的元素消失到地核或漂入太空。

一个世界可能从远处看起来充满希望,但仍然缺少生物学所依赖的化学成分。其中最关键的两种是磷和氮,它们就像生命的守门人一样。磷存在于 DNA 和 RNA 中,这些分子储存和传递遗传信息,还有助于细胞管理能量。氮是蛋白质的核心成分,生物依靠蛋白质来构建细胞并保持其运转。

这些元素特别有趣的是,行星可能在其表面变得稳定之前很久就失去了与它们的接触。苏黎世联邦理工学院生命起源和普遍性中心的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)领导的一项研究发现,在行星形成其核心的那一刻,磷和氮必须是可用的。

“在行星核心形成过程中,需要存在适量的氧气,以便磷和氮能够保留在行星表面,”该研究的主要作者沃尔顿解释道。

地球似乎在大约 46 亿年前就达到了化学平衡,这可能有助于解释为什么它最终会拥有生命所需的原材料。这一结果可能会重塑科学家判断宇宙其他地方存在生命机会的方式。

核心形成作为宇宙轮盘赌的一种形式

年轻的岩石行星最初是由熔岩组成的翻滚海洋。当重力将物质拉成层状时,铁等致密金属会向内下沉形成地核,而较轻的物质则留在上面形成地幔,然后形成地壳。物理上的分离只是故事的一半。与此同时,化学正在决定哪些元素更喜欢金属,哪些元素更喜欢岩石,而氧气是这种选择的最大驱动因素之一。

化学金发区