年輕太陽(yáng)可能催生地球生命

為了解生命的起源，許多科學(xué)家嘗試解釋氨基酸是怎樣形成的。氨基酸是蛋白質(zhì)及所有細(xì)胞生命的原材料。早在19世紀(jì)晚期，就有科學(xué)家猜測(cè)生命源自“溫暖的小水塘”：一組被閃電、熱量及其他能量來(lái)源激發(fā)的化合物混合后，形成了有機(jī)分子。

一個(gè)舊實(shí)驗(yàn)

1953年，美國(guó)科學(xué)家米勒在一個(gè)閉合實(shí)驗(yàn)艙中充入甲烷、氨、水和氮?dú)猓ㄋ鼈儽徽J(rèn)為是早期地球大氣層的主要成分），然后重復(fù)點(diǎn)燃電火花以激發(fā)閃電。一周后，米勒發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙里形成了超過(guò)20種氨基酸。這個(gè)實(shí)驗(yàn)很有啟示意義：從早期地球大氣層的基本成分，就可以合成復(fù)雜的有機(jī)分子——氨基酸。

可是，過(guò)去70年來(lái)的研究讓問(wèn)題變復(fù)雜了。科學(xué)家現(xiàn)在相信，早期地球大氣層中的氨和甲烷其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有那么多，更多的是二氧化碳和氮?dú)猓@兩種成分的分解需要更多的能量。雖然這幾種氣體仍然能產(chǎn)生氨基酸，但數(shù)量不多。也就是說(shuō)，閃電激發(fā)早期地球大氣形成有機(jī)分子、最終鑄就生命的可能性不大。那么，是什么其他原因促使地球上出現(xiàn)生命？

一個(gè)新實(shí)驗(yàn)

開(kāi)普勒號(hào)空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)處于不同階段的遙遠(yuǎn)恒星的觀測(cè)結(jié)果，暗示了早期太陽(yáng)的情況。科學(xué)家根據(jù)開(kāi)普勒號(hào)的探測(cè)結(jié)果推測(cè)，在太陽(yáng)形成后的1億年中，太陽(yáng)亮度比今天低30%。但太陽(yáng)的超級(jí)耀斑——目前每百年左右才發(fā)生一次的太陽(yáng)強(qiáng)力爆發(fā)當(dāng)時(shí)每3～10天就發(fā)生一次。超級(jí)耀斑發(fā)射的近光速粒子與地球大氣層頻繁碰撞，會(huì)激發(fā)多種化學(xué)反應(yīng)。

為了測(cè)試太陽(yáng)耀斑會(huì)激發(fā)出更多種類分子的可能性，科學(xué)家創(chuàng)制了今天所理解的早期地球大氣層氣體組合，其中包括二氧化碳、氮?dú)狻⑺涂勺償?shù)量的甲烷。之所以讓甲烷數(shù)量可變，是因?yàn)樵缙诘厍虼髿鈱又械募淄楸壤淮_定，且甲烷數(shù)量可能很低。

科學(xué)家用質(zhì)子（模擬太陽(yáng)粒子）轟擊，或用火花放電（模擬閃電）點(diǎn)燃這一氣體組合。結(jié)果，只要甲烷的比例超過(guò)0.5%，質(zhì)子轟擊就能產(chǎn)生數(shù)量可觀的氨基酸和羥酸（氨基酸的前驅(qū)體）。而火花放電需要大約15%的甲烷含量才會(huì)有氨基酸和羥基酸形成，而且形成的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于質(zhì)子轟擊。

一個(gè)新結(jié)論

米勒當(dāng)初估計(jì)，早期地球的閃電頻率和今天差不多。閃電源于雷云（由上升的溫暖氣流構(gòu)成），考慮到早期太陽(yáng)的亮度可能比今天弱30%，因此早期地球的閃電并不如今天常見(jiàn)。

因此，新研究表明年輕的太陽(yáng)更容易催生地球生命。