地球上的生命第一在哪里？复杂的NASA水热反应堆提供了新的证据

一个被称为“白色吸烟者”的海底通风口将矿物丰富的水流入海洋中，用作生物的能量枢纽。一些科学家认为地球的生活可能已经在几年前的数十亿楼的海上地板上开始围绕着类似的通风口。

通过模仿岩石海底烟囱在实验室中，科学家们已经产生了新的证据表明这些特征可以提供正确的成分来启动终身。

地球上的生命第一在哪里？一些科学家认为，它可能存在于可能存在于海洋底部的水热通风口45亿年前。在Astrobiology期刊中的一篇新论文中，美国宇航局的喷气机推进实验室的科学家描述了他们如何用复杂的实验设置模仿可能的古老的海底环境。他们表明，在极端压力下，来自这些与海水混合的古老海底裂缝的流体可以与来自水热通风口的矿物质反应，从而产生有机分子 - 构成地球上几乎所有生命的建筑物块。

特别是，该研究为土星的月亮的月亮和木星的月亮欧罗巴为土耳其人和木星的月亮欧罗巴奠定了重要的基础，这既认为将液体水域埋在厚厚的冰冷的外壳下方，也可能举办类似于存在的水热活动在JPL模拟。该研究领域属于称为天体学的一项研究领域，该工作由JPL冰冷世界团队作为前美国国家航空航天局天体学院的一部分完成。

一些科学家认为地球上的生活故事可能已经开始在海洋底部的水热通风口，45亿年前。美国宇航局喷气推进实验室的科学家用复杂的实验设置模仿了那些古老的海底环境。

在古代海域

为了模拟可能存在于新成立地球的海底上的条件，在海洋与生活中的潮流之前，那么研究生劳伦怀特和同事们进行了一个实验，汇集了三种关键成分：富含氢水，就像那种一样这可能已经通过通风口从海底流出;海水富含二氧化碳，因为它将来自古老的氛围;还有一些可能在该环境中形成的矿物质。

白色和同事 - 包括她的研究生顾问，退休的JPL科学家Michael Russell - 模拟通风口没有喷出特别热水（它只是212华氏度或100摄氏度）。创建实验设置的一个主要挑战在海面下方的情况下保持相同的压力（1公里） - 海平面的气压约100倍。以前的实验已经测试了近在高压室中的类似化学反应，但是，白色和她的同事希望更全面地复制这些环境的物理性质，包括流体流动和混合在一起的方式。这需要维持多个腔室中的高压，这增加了项目的复杂性。（因为甚至单个高压室的裂缝或泄漏造成爆炸的威胁，它在这种情况下是标准的操作程序，以在设备和科学家之间安装爆炸屏蔽。）

劳伦怀特是美国宇航局喷气式推进实验室的科学家调整了一个实验，模拟了古代海水和水热风官流体如何与海底的矿物质反应，以创造45亿年前的有机分子。图像是在2014年的JPL拍摄的。

科学家们希望确定这种古老的病症是否可以产生有机分子 - 含有环或链中的碳原子的那些，以及其他原子，最常见的氢。复杂有机分子的实例包括氨基酸，最终可以形成DNA和RNA。

但就像鸡蛋，面粉，黄油和糖一样与蛋糕不同的东西，早期海洋中碳和氢的存在并不能保证形成有机分子。虽然碳和氢原子可以在该史前海洋中彼此合理地碰撞，但它们不会自动加入形成有机化合物。这种过程需要能量，就像一个球就不会自行滚动山丘，碳和氢不会在没有充满活力的推动的情况下结合在一起。

以前的白色和她的同事们认为通过水热通风口脉冲的水可以形成硫化铁。通过作为催化剂的作用，硫化铁可以提供能量推动，降低碳和氢气所需的能量量，并增加它们形成有机物的可能性。

新实验测试了这种反应是否可能在古代海底通风口周围的物理条件下发生，如果当时存在这种通道。答案？是的。该团队创建了甲酸盐和痕量的甲烷，两种有机分子。

生命的迹象

天然存在于地球上的甲烷主要是由生物体或通过生物材料的腐烂产生的，包括植物和动物。其他行星可以甲烷也是生物活动的标志吗？为了利用甲烷在其他世界中寻找生活，科学家需要了解其生物和非生物学来源，例如白人和她的同事所识别的根源。

“我认为我们表明这些反应在存在这些物理因素的情况下发生了很大的重要意义，就像压力和流量一样，”白人说。“我们仍然很长的路，以证明在这些环境中可以形成生活。但是，如果有人想做这种情况，我认为我们需要表现出了过程的每一步的可行性;我们不能认为是理所当然的。“

这项工作在迈克尔罗素的假设上建立了地球的生命可能形成了地球早期海洋的底部。有机分子的形成将是该过程中的主要步骤。同一JPL研究小组的科学家探讨了这项工作的其他方面，例如复制早期海洋中的化学条件，以证明氨基酸可能在那里形成。但是，新的研究在它重新创建这些环境的物理条件的方式中是独一无二的。

未来几年，美国宇航局将推出欧罗巴剪刀，这将轨道轨道欧罗巴欧罗巴的多个鹅卵石。科学家认为李子可能会从月球的海洋中喷水到太空中，这在约2到20英里（3到30公里）的冰之下。这些羽毛可以提供有关海底可能的水热过程的信息，以为大约50英里（80公里）深。新论文有助于越来越多地了解可能发生在我们自己以外的海洋中的化学，这将有助于科学家解释该使命和其他人来的结果。

参考：“模拟蛇形化，因为它可以应用于使用JPL热热反应器的生命的出现”“由Lauren M. White，Takazo Shibuya，Steven D.Vance，Lance E. Christensen，Rohit Bhartia，Richard Kidd，Adam Hoffmann，Galen D. Stucky ，Isik Kanik和Michael J. Russell，2020年3月2日，Astrbiology.doi：
10.1089 / AST.2018.1949