遠(yuǎn)古小行星撞擊，給火星和地球帶來了生命成分，但是火星不爭氣

在新發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》期刊上的一項(xiàng)新研究表明，海洋中的小行星撞擊地點(diǎn)可能在解釋生命必備分子的形成方面，具有至關(guān)重要的聯(lián)系。研究人員發(fā)現(xiàn)了氨基酸的出現(xiàn)，這些氨基酸是蛋白質(zhì)的基石，證明了隕石在將生命分子帶到地球上，同樣的情況也帶到了火星，但火星不爭氣，火星地核死亡，地磁消失，大氣消失，海洋蒸發(fā)的一系列不爭氣行為，導(dǎo)致不能像地球一樣，生命繁榮，甚至還有智能生命的我們?nèi)祟悺?/p>

對于生命構(gòu)建分子的起源有兩種解釋：外星傳遞，例如通過隕石，和內(nèi)源形成。隕石中氨基酸和其他生物分子的存在表明是前者。來自東北大學(xué)、國家材料科學(xué)研究所(NIMS)、高壓科學(xué)技術(shù)高級研究中心(HPSTAR)和大阪大學(xué)的研究人員，模擬了隕石墜入海洋時(shí)的反應(yīng)。為此，使用單級推進(jìn)劑槍在實(shí)驗(yàn)室撞擊設(shè)施中研究了二氧化碳、氮、水和鐵之間的反應(yīng)，研究模擬揭示了甘氨酸和丙氨酸等氨基酸的形成。

這些氨基酸是蛋白質(zhì)的直接成分，催化許多生物反應(yīng)。研究小組使用二氧化碳和氮?dú)庾鳛樘己偷?，因?yàn)檫@些氣體被認(rèn)為是存在于40億多年前哈甸地球大氣中的兩個主要成分。東北大學(xué)通訊作者古川義弘解釋說將甲烷、氨等還原化合物制成有機(jī)分子并不困難，但它們在當(dāng)時(shí)被視為大氣中的次要成分。從二氧化碳和分子氮中發(fā)現(xiàn)氨基酸的發(fā)現(xiàn)，證明了利用這些無處不在化合物制造生命基石的重要性。

火星上曾經(jīng)存在海洋也提出了有趣的探索途徑，當(dāng)海洋存在時(shí)，二氧化碳和氮?dú)夂芸赡苁腔鹦谴髿獾闹饕M成氣體。因此，撞擊誘導(dǎo)的氨基酸形成也可能提供了古代火星上生命成分的來源。進(jìn)一步研究將揭示更多關(guān)于隕石在將更復(fù)雜的生物分子帶到地球和火星上所起的作用。生物分子的非生物合成是生命化學(xué)起源的重要步驟，許多嘗試已經(jīng)成功地從還原的化合物中合成生物分子，包括氨基酸和堿基(例如，通過火花放電、沖擊沖擊和水熱加熱)。

這些化合物在海德島地球和諾瓦契火星上的可用性可能受到限制。另一方面，CO2和N2(即海甸時(shí)期地球上最豐富的碳源和氮源)的氨基酸和堿基形成受到了火花放電的限制。研究展示了通過實(shí)驗(yàn)室沖擊誘導(dǎo)的簡單無機(jī)混合物：Fe，Ni，Mg2SiO4，H2O，CO2和N2之間的碰撞誘導(dǎo)反應(yīng)，通過耦合CO2，N2和H2O的還原和金屬Fe和Ni的氧化來合成氨基酸。這些化學(xué)過程模擬了含鐵隕石/小行星在CO2和N2大氣中撞擊海洋時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)。

研究結(jié)果表明，超高速撞擊是地獄般時(shí)期地球上氨基酸的來源之一，也可能是早期火星氨基酸的來源之一。在這樣的事件中形成氨基酸在下一步的化學(xué)進(jìn)化中可能更容易聚合，因?yàn)樽矒羰录谧矒舻攸c(diǎn)局部形成氨基酸。

博科園｜研究/來自：東北大學(xué)

研究發(fā)表期刊《科學(xué)報(bào)告》

DOI: 10.1038/s41598-020-66112-8