闪电在生命之初的作用

现在的地球科学和我们星球上生命的起源;当本杰明·赫斯还是伊利诺斯州惠顿大学的一名学生时，他不知道当地的一场风暴会改变他的职业生涯，并产生了一项非凡的地质学研究成果，为我们揭示了生命是如何开始的，或者更确切地说，是闪电。在他向菲尔·桑索姆解释的一项新研究中，他展示了闪电如何首先赋予早期地球生命的关键组成部分之一:元素磷……

本杰明-基本上闪电击中了某人的后花园，他们附近的财产。他们打电话给惠顿学院的地质系，说:“嘿，我们的后院有个东西，你想过来看看吗?”一些教授出现了，意识到这是雷击。

菲尔-你说的"它"到底是什么?

本杰明-那是一种被闪电击中的玻璃，叫做电闪石。所以当闪电击中地面时，它会将地面加热到数千摄氏度，并立即融化。然后改革。所以它就像地下的树干一样的结构，底部有树枝。

菲尔-还有树干那么大，对吧?

本杰明-是的。所以收集到的总质量大约是25千克。基本上就像地下一个大小适中的树干。

菲尔-这是地质学家的圣诞节吗?

本杰明-是的。我是说，在中西部平原上很难找到这么有趣的东西。让我来告诉你。然后我就开始用我在惠顿学院能接触到的任何分析技术来研究它。有一些小的小球体，我不知道它们是什么，用扫描电子显微镜，它基本上告诉你你正在看的东西的元素组成和结构，这实际上让我们最终弄清楚这些金属球体是什么。结果发现它们是磷化铁，磷化铁是磷的还原形式，也就是说它不再与氧结合，这很奇怪，因为我们生活在一个氧气非常丰富的大气中。所以这很难实现。

菲尔-所以是稀有矿物?

本杰明-是的。一些你看不到的东西。我从没在任何岩石里见过磷化物。当我第一次发现它的时候，我有点像，嗯，这很奇怪。但是当我开始阅读关于这种矿物是什么的文献时，我发现它是一种叫做石柳石的矿物。它出现的最著名的地方是陨石，因为当陨石形成时，太空中的氧气较少。事实上，schreibersite被认为是早期地球生命中最广泛的磷来源之一，生命的形成。

菲尔:哇。这是一个很大的飞跃。

本杰明:是啊，我也是这么想的。我当时想，这太疯狂了。陨石矿物在雷击玻璃里做什么，你知道，陨石和生命的起源。就像，等一下。这可能会是一个大新闻。

菲尔:怎么会?磷在这幅图中的重要性是什么，为什么要得到它是如此重要?

本杰明:磷是生命的基本元素之一。它在细胞中形成了许多结构和功能元素。就像它构成了DNA和RNA的主干，双螺旋结构。问题是它被困在矿物质中，这些矿物质很常见，但不溶也不反应。所以基本上不能使用磷。所以问题是你从哪里得到磷，磷可以自由地反应并生成生命所需的分子。

菲尔:是这种矿物质吗?

本杰明:是的，这是科学家们想出的最好的解决方案之一。他们发现了这种磷化矿物，schreibersite，因为它很容易与水反应释放出磷。但我们在雷击中看到了这一点，我们想，等一下，也许闪电也可能是一个来源。

菲尔-你是说与流星相反吗?

本杰明:不是相反，而是补充。

菲尔:那你怎么知道几十亿年前是否可能发生过这种事呢?

本杰明:这确实是一个大问题，它占用了我写这份研究的大部分时间，试图得出一个令人信服的估计。最重要的三件事是，你需要知道发生了多少次雷击。你需要知道他们击中的岩石中有多少磷，你需要知道每次雷击变成了多少磷，或者类似的东西，可以用于益生元化学。根据我们的计算，我们认为闪电提供的磷和陨石一样多。

这是不是让你想起了弗兰肯斯坦的情景?我的意思是，创造生命的流行观点涉及到雷击。想象一下，这在一定程度上是我们实际发生的事情，这是很疯狂的。

本杰明:是的，当然。这个机制最酷的地方在于，它也可以在其他星球上运行。太阳系形成后，陨石就会被行星清除。所以当它们能够为生命提供足够的磷时，就会有一个截止窗口。但如果你有一个稳定的大气，闪电是一种可以无限期运行的机制。