年輕太陽可能催生地球生命

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

一個舊實驗

1953年，美國科學家米勒在一個閉合實驗艙中充入甲烷、氨、水和氮氣（它們被認為是早期地球大氣層的主要成分），然后重復點燃電火花以激發(fā)閃電。一周后，米勒發(fā)現(xiàn)實驗艙里形成了超過20種氨基酸。這個實驗很有啟示意義：從早期地球大氣層的基本成分，就可以合成復雜的有機分子——氨基酸。

可是，過去70年來的研究讓問題變復雜了。科學家現(xiàn)在相信，早期地球大氣層中的氨和甲烷其實遠遠沒有那么多，更多的是二氧化碳和氮氣，而這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生氨基酸，但數(shù)量不多。也就是說，閃電激發(fā)早期地球大氣形成有機分子、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？

一個新實驗

開普勒號空間望遠鏡對處于不同階段的遙遠恒星的觀測結果，暗示了早期太陽的情況。科學家根據(jù)開普勒號的探測結果推測，在太陽形成后的1億年中，太陽亮度比今天低30%。但太陽的超級耀斑——目前每百年左右才發(fā)生一次的太陽強力爆發(fā)當時每3～10天就發(fā)生一次。超級耀斑發(fā)射的近光速粒子與地球大氣層頻繁碰撞，會激發(fā)多種化學反應。

為了測試太陽耀斑會激發(fā)出更多種類分子的可能性，科學家創(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、氮氣、水和可變數(shù)量的甲烷。之所以讓甲烷數(shù)量可變，是因為早期地球大氣層中的甲烷比例不確定，且甲烷數(shù)量可能很低。

科學家用質子（模擬太陽粒子）轟擊，或用火花放電（模擬閃電）點燃這一氣體組合。結果，只要甲烷的比例超過0.5%，質子轟擊就能產生數(shù)量可觀的氨基酸和羥酸（氨基酸的前驅體）。而火花放電需要大約15%的甲烷含量才會有氨基酸和羥基酸形成，而且形成的數(shù)量遠遠低于質子轟擊。

一個新結論

米勒當初估計，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成），考慮到早期太陽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。

因此，新研究表明年輕的太陽更容易催生地球生命。