地球上的生命可能在火山閃電的混沌中誕生

混亂的閃電據推測，噼啪作響的天空在釋放磷等元素方面發揮了關鍵作用，使其更容易接觸到蓬勃發展的生活在古老的地球上。

現在，科學家們已經發現了地質證據表明，與火山事件相關的閃電放電也可能在固氮中發揮作用，使其也可用于生物過程。

由于地球被認為在其年輕時曾經受到火山的波動，這一發現表明，猖獗的火山活動可能對我們所知道的生命的出現至關重要。

“這是第一次在非常大的爆炸性噴發的火山沉積物中發現了大量的硝酸鹽，”編寫團隊由索邦大學的地球科學家Adeline Aroskay領導。

“這些發現為地下爆炸性噴發在高能量需求過程中發揮的獨特作用提供了地質支持，這對于在地球上出現期間為生命提供基石至關重要。

不知何故，當地球還很狂野和年輕的時候，我們星球上的過程將各種成分的混合物轉化為啟動生命所需的物質。生命需要的東西之一是氮，必需營養素用于構建蛋白質、氨基酸和核酸等物質。

地球上有大量的氮;一些78%的氣氛是由這些東西組成的。但生物學無法以大氣中的分子氮或氮的形式獲得它₂;氮原子需要分裂并固定在其他原子上，以形成更具反應性的化合物，例如硝酸鹽或氨。

現在生命已經存在，生物過程，例如生活在植物根部的微生物中的生物過程可以加速這一過程。人類的工業技術還可以通過儲罐負載泵入氮氣并泵出氨等化合物。

但在生命出現之前，需要一個非生物過程來啟動固氮。這就是電——閃電——發揮作用的地方。放電可以固氮，成立于 1784 年.

而且，由于閃電在火山噴發期間無處不在，由巨大的滾滾灰燼云，科學家們認為，在生命蠕動進入世界之前，火山閃電可能在觸發氮循環方面發揮了作用。

實驗研究表明，這是可能的，但這一過程導致的固定氮的地質證據在地面上一直很薄弱。

Aroskay和她的團隊已經發現了這種證據，以嵌入古代火山沉積物中的硝酸鹽的形式存在。他們從1.6至2000萬年前在土耳其和秘魯發生的爆炸性噴發中收集了一些火山沉積物的樣本，并專門尋找硝酸鹽，硝酸鹽是氮氧化的最終產物。

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他們在他們采樣的所有沉積物中都發現了大量硝酸鹽，其特征表明其中大部分是在火山噴發期間形成的。研究人員說，這是非常了不起的。

他們還從爆炸性較小的噴發中取樣了較年輕的火山沉積物，大約在75,000至55,000年之間;在那里，他們也發現了硝酸鹽。

沉積物的年齡與硝酸鹽的濃度之間沒有相關性，這意味著，研究人員認為，化合物的沉積不是在很長一段時間內發生的漸進過程的結果。硝酸鹽被一舉傾倒到火山巖中。

沉積物中硫和氯的濃度也與火山成因一致。綜上所述，這表明火山閃電可以固定足夠多的氮，從而在生命的出現中發揮作用。

它可以為我們提供一種工具來解釋世界各地的其他硝酸鹽沉積物。例如，在阿塔卡馬沙漠中，硝酸鹽的存在歸因于大氣沉降，因為人們認為火山沉降不可能達到氧同位素的比例。該團隊的發現表明，這些鍵在大型爆炸事件中是可能的。

“在火山沉積物中發現硝酸鹽使它們成為火山閃電固氮的第一個現場證據和地質檔案，這可能具有重要意義，”研究人員寫道.

“我們估計，平均而言，在大型爆炸事件中，大約60太克的氮氣可以固定。我們的研究結果暗示了地下爆炸性噴發在為地球上生命的出現提供基本成分方面可能發揮的獨特作用。

該研究已發表在美國國家科學院院刊.

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