?外地生物分子到地球的迁移


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目前 , 将有机物质从地球外运到早期地球的想法特别有吸引力 , 并且得到了在碳质球粒陨石中检测到包括氨基酸和核碱基在内的多种有机化合物的强烈支持 。 这些化合物是否可以通过其他空间体传递尚不清楚 , 主要取决于生物分子在大气减速和撞击地表期间承受高温的能力 。
在星际介质、彗星和陨石中检测到复杂的有机分子 , 有力地支持了地球早期生命出现所必需的构建块的外星传递这一想法 , 另一方面 , 考虑到穿过大气层并撞击地球表面的空间体可能会暴露在显着的高温下这一事实使问题复杂化 , 特别是在氨基酸和核酸碱基的情况下 , 它们对地球生命至关重要 , 但被认为是热不稳定的化合物 。       


外星生物的运载工具无可争辩的证据表明来自外星的简单生物分子如氨基酸、嘌呤和嘧啶可以到达地球表面是碳质球粒陨石 。 另一方面 , 陨石有机物的贡献估计非常微不足道 , 每年只有几公斤有机碳 , 其他类型的空间天体可被视为外星有机物的可能运载工具 , 包括小行星、彗星和行星际尘埃粒子 , 有机物的命运在很大程度上取决于身体的性质、大小和热历史;由于缺乏实验证据 , 后者并不总是很清楚 。       


对于彗星这种冰冷的物体 , 通过挥发性成分蒸发而耗散能量的灾难性空气爆炸被认为是有机物可能高度存活的情景 , 类似大小的小行星中的有机物存活的机会较低 , 半径为100米 , 无法有效地进行空气制动 , 行星际尘埃颗粒被认为是地球上最丰富的外星物质来源 。 在通过大气时 , 它们的内部可能会受到高温的影响 , 但粒子的最终命运很大程度上取决于它的大小、速度和进入角 。 特别是 , 根据研究人员的说法 , 毫米和亚毫米大小的流星体在80-100公里高度完全蒸发 。       


从普遍的考虑来看 , 在大气通过和撞击地球表面的真实条件下 , 氨基酸和核碱基的最终命运应受以下一般因素的影响:(1)空间体的大小 , 进而决定加热的性质 , 及其高度;(2)空间体的化学成分;(3)大气的化学成分 。 显然 , 亚微米尘埃颗粒可以完整地输送有机物 , 因为它们在大气通过过程中不会被加热 。 对于微米到亚毫米级颗粒 , 人们可以预期 , 无论颗粒经历的最高温度如何 , 氨基酸和核酸碱基都会在温度达到约200“C , 因为在大气减速高度 , 即80-100公里 。 蒸气生物分子是否能在没有进一步化学改变或分解的情况下到达地球表面取决于其他因素的组合 , 例如沉降速率、光解等 。       


在陨石中 , 由于热解的事实 , 生物分子可以有效地免受热量的影响 。 温度延伸到小于1毫米的深度小行星撞击 , 温度可能会过高 , 氨基酸和核酸碱基没有机会存活 , 除非形成厘米/米大小的碎片:就其内部经历的加热而言 , 这些碎片会表现得像陨石 。 彗星存在另一种可能性:如果它们在高层大气中发生灾难性的空爆 , 通过挥发性成分蒸发的能量耗散也可以使彗星有机物在最终小颗粒中的高度存活成为可能 。 关于空间体的化学成分 , 首先应考虑那些对生物分子分解或可水解衍生物(如氨基酸)的形成具有催化作用的成分 。 已知硅酸盐是存在于所有含有机物的空间体中的潜在催化剂的典型例子 。       


【?外地生物分子到地球的迁移】此外 , 硅酸盐矿物在高温下的催化作用可以产生或放大其他可水解氨基酸衍生物的形成 。 例如 , 气相色谱-傅里叶变换红外光谱-对由氨基酸挥发产生的氯仿可溶性化合物的质谱分析表明 , 在二氧化硅或火山来源的复合硅酸盐作为模型催化剂存在的情况下 , 双环脒衍生物的形成增加 。 大气的化学成分也可能影响热解过程 。 预期的最普遍趋势是在具有氧化特性的气氛中氨基酸回收率和PD产量降低 , 例如可能的CO2主导的原始大气 , 与非氧化一种 。 正如我们的实验所证明的那样 , 这种效应可以忽略不计 。

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