研究火山闪电是否有可能是点燃地球生命的火花

送烟激钟

安纳托利亚（n=27）、秘鲁（n=8）和意大利（n=3）火山沉积物中的17O对δ18O（左）和δ18O对δ15N（右）。EM1代表通过臭氧氮氧化合物氧化产生的硝酸盐。EM2代表通过δ17O = 0‰的大气氧化剂氧化氮氧化合物形成的大气硝酸盐，可能还有生物硝酸盐。在δ17O与δ18O的关系图中，蓝色符号对应于具有共同变化的δ17O-δ18O同位素组成的硝酸盐；它们沿着EM1-EM2混合线（虚线）排列。EM3-NO3-（浅棕色）代表生物硝酸盐。Credit:美国国家科学院院刊（2024年）。DOI:10.1073/PNAS . 20005 . 199996990005

（）据美国物理学家组织网（鲍勃·伊尔卡）：一个由地质学家、地球科学家和矿物学家组成的国际团队发现了证据，表明火山闪电可能固定了大量的大气氮，使地球上的生命得以开始。

在他们发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，该小组收集并分析了古代火山沉积物，以更多地了解古代火山爆发可能如何产生硝酸盐，而硝酸盐本可用于制造氨基酸。

先前的研究表明，生命的发展需要在地球早期固定氮，氮是氨基酸的关键成分。在现代，大气中有大量的氮，但植物不能直接利用它；它必须首先被细菌固定，细菌可以将其转化为硝酸盐或其他氮化合物。

这就提出了细菌和其他生命形式是如何起源的问题。在这项新研究中，研究人员发现了大气中的氮可能是由火山闪电与火山灰相互作用而固定的证据。

先前的研究表明，闪电，无论是由于雷暴还是火山爆发，都可以在适当的条件下导致硝酸盐的形成。由于产生的硝酸盐数量有限，雷暴产生的闪电已经被排除在导致生命开始的硝酸盐产生的候选因素之外。

为了查明火山爆发期间产生的闪电是否也是如此，研究小组冒险前往土耳其、意大利和秘鲁的一些地点，这些地点以拥有古代火山沉积物而闻名。这些地点的样本含有大量硝酸盐。测试表明它们是大气中的物质，并不是直接来自火山——这使得闪电成为它们的可能来源。但真正支持他们理论的是他们发现的大量硝酸盐，这些硝酸盐足以作为产生氨基酸的来源。

该团队指出，先前的研究工作导致了生命始于火山附近的理论——其中一个团队甚至发现了一些证据，表明火山闪电与火山气体相互作用可能产生生物使用的分子，如氨基酸。