根據最近的一項研究,地球從內太陽系的小行星中獲得了生命的一些關鍵成分——在太陽系最大的行星木星的幫助下。
為了理解我們為什麼會在這裡,以及宇宙中是否有其他人存在,科學家必須從一個更基本的問題開始:地球是如何獲得構成活細胞的化學物質的?
萊斯大學行星科學家 Rajdeep Dasgupta 和他的同事表示,地球上儲存的磷和氮這兩種生命必需的化學元素主要來自太陽系內部形成的岩石塊。如果木星沒有出現在小行星帶之外,這個過程可能就不會發生。
達斯古普塔在一份聲明中說:“對於我們自己的太陽系來說,木星的存在和生長歷史確實在確定宜居世界所需的基本化學成分的分佈方面發揮了關鍵作用。” 美國宇航局新聞稿。 “在沒有類似木星的行星人口的情況下,是否能估算出類似地球的生命基本要素的預算仍然是一個懸而未決的問題。”
朱庇特助攻
達斯古普塔和他的同事結合了實驗室實驗和電腦模擬,繪製了早期太陽系中氮和磷這兩種生命必需的化學元素的比例。我們所知道的生活實際上是建立在這兩個元素之上的;沒有氮就無法建構胺基酸,沒有磷就無法建構 DNA 或 RNA。
其他元素也很重要:碳、氫、氧和硫,但迄今為止,研究人員對地球如何獲得磷的關注較少。
當科學家研究地球如何獲得生命的成分時,一個重要線索是每種元素與其他元素的比例。這些比例可以形成一種化學指紋,顯示元素的原始來源。在這種情況下,觀察當今地球上大多數岩石中磷與氮的比率可以揭示地球磷的來源。
在實驗室中,研究人員模擬了當新形成的小行星冷卻時,不同的元素如何分離成層,導致熔岩結晶。他們也使用電腦模擬來模擬不同的星子群、金屬和岩石團塊如何從新生太陽周圍旋轉的塵埃盤中凝聚而成,成為潛在行星的種子,在早期太陽系中形成和移動,並隨之移動磷和氮。
事實證明,今天的地球含有的磷和氮的比例與約 430 至 420 萬年前在內太陽系(木星和太陽之間的區域)形成的岩石微星的比例大致相同。
達斯古普塔和他同事的模型表明,這些岩石塊是太陽系第二代星子的一部分,可能在我們的星球仍在形成時就將磷和氮帶到了地球。在許多情況下,地球的引力可能會抓住這些物體並將它們拉入其中,從而增加其不斷增長的質量。其他物體則透過與其他物體的碰撞或近距離接觸而被拋向吸積行星,而木星在這過程中發揮了關鍵作用。
木星在地球之前形成,其巨大的引力影響塑造了物質在圍繞年輕太陽運行的氣體和塵埃盤中流動的方式。
在木星出現之前,圓盤中的物質往往會流出,帶走其儲存的磷和氮。然而,木星的巨大存在阻擋了大部分流動,使更多的岩石、塵埃和氣體被困在太陽系內。
大約 430 至 420 萬年前,第二代星子在木星的引領下在內太陽系中形成,它們形成時的磷氮比高於木星軌道外的老行星。
因此,太陽系中最大的世界在整個太陽系的元素分佈中發揮了關鍵作用,包括那些對生命至關重要的元素,這些元素後來被早期撞擊地球的小行星帶到了地球。
達斯古普塔和他的同事發表了他們的研究成果 在《科學進展》雜誌上。









