最开始的生命是怎么形成的生命从何时开始 _生活百科

早期地球的环境条件和导致生命产生的化学物质紧密地交织在一起，不可分割。现在，地球科学家和前生命化学家正在以新的方式展开合作，试图了解生命最初是如何出现的。
已知最早的微体化石保存在太古代的岩石中，可以追溯到大约35亿年前。不过，即使是如此古老的微生物也有祖先，再往前追溯约6亿年，它们所留下的生物活动痕迹可能就保存在地质记录中，成为某种化学“化石” 。地球上第一批生物究竟在何时出现，以什么样的方式出现，仍然是难以回答的科学问题。然而，有一个关键事实是确定的：生命出现的最初阶段与地球最早期环境的化学和物理条件的演变紧密交织在一起。
长期以来，不同领域的科学家们一直在思索一个问题：生命是如何从非生物起源的化合物（即前生物分子）发展而来的？然而，迄今为止所测试的前生命化学条件，包括特定种类的分子及其周围环境等，都未被证明能够在现实的行星条件下发挥作用。了解地球最初的化学环境，将有助于确定最终产生生命的非生物化学途径。由于这一知识空白，以及在早期海洋、大气和大陆的地质、地球物理和地球化学等方面的细节上还存在诸多未知因素，目前科学家还无法将合成最早期生物分子的实验工作与阐明早期地球条件的工作之间联系起来。
传统上，对生命起源的研究往往是在界限分明的领域中进行的。现在，研究者们开始合作分析地球的早期岩石记录，并通过数值模拟获得新的见解。地球最早期的化学环境越来越受到研究人员的关注，在生命起源的研究中，更加跨学科的方法正变得越来越有前景。
早期地球不同环境之间相互关联的性质，水-岩界面上发生的化学演变，以及生命的化学构造块与承载这些分子的局部地质条件之间的相互作用，都是生命起源研究的关键。对于研究生命起源基本问题的人来说，越来越复杂的早期地球全球和局部环境演化模型已经成为重要的研究目标之一。因此，在必要的环境背景下探索生命的起源，必须有前生命化学家、生物地球化学家、天体生物学家、大气科学家、地质学家、地球物理学家、天文学家和行星科学家的通力合作。
联系和协调这些研究团队是一项相当重大的任务，需要科学家们走出舒适圈，并在跨学科合作的过程中积累经验。
年轻太阳照耀下的地球
这里展示了一个潜在的早期地球环境，显示了由微行星撞击造成的短暂的、富含甲烷的大气层。在这种大气中，由于年轻太阳产生的紫外线通量更高，导致光化学反应增强，从而产生沉淀在地球表面的大分子有机凝析物。在新形成的一个较小的撞击坑内，水通过温度梯度循环，将活性金属和其他离子从溶解的岩石输送到近地表。
在目前的太阳演化模型中，太阳系刚诞生不久时，早期太阳的总能量输出（光度）被限制在当前水平的70%左右。即便如此，通过观测其他恒星系中发现的类似年轻太阳的天体，科学家发现早期太阳的紫外线输出可能高于现在的水平。这些类似天体不仅表现出高能量的释放，也产生了更频繁的日冕物质抛射事件。
如果年轻太阳表现出类似的活跃程度，那么早期地球大气中的二氧化碳、甲烷、水和含氮物种（如氮气分子）将以高于今天的速率进行光分解（与光发生相互作用而裂解）。地球表面的紫外线通量也会更大，可能会影响前生物化合物的合成、降解和转化。此外，这些分子的强光解作用可能贡献了某些关键成分，帮助启动了原始的化学合成代谢，包括那些利用一氧化碳和氮氧化物（NOx）所进行的代谢。通过计算方法，或者利用早期似太阳天体的观测研究所建立的早期太阳光谱的精确模型，是开发早期地球大气光化学模型的关键。
早期地球的大气和海洋

文章插图

这是另一种可能的早期地球环境，天空呈现蓝色，表明大气较少被还原，可能主要由二氧化碳和分子氮组成。新爆发的火山喷出的火山灰云将玻璃、粘土和其他矿物质沉积到液态水池中。热液泉中的水由于溶解了铁而呈现绿色，与来自不同水池的淡水混合，形成了化学梯度，这种化学梯度可能在前生命化学和早期生命演化中至关重要。蒸发和降水补给（即干湿循环）导致了一个动态环境，驱动了在许多前生命化学场景中十分重要的化学反应。冥古宙时期地磁场的存在和强度，可能部分屏蔽了太阳耀斑及其高能带电粒子的影响。

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