日本研究人员建立了一个模拟早期地球大气层的模型，揭示了紫外线辐射和碳氢化合物如何影响有机物的形成。 他们发现远古地球类似于金星和火星，从而引发了有关地球独特生命之路的问题。
揭开遥远行星神秘面纱的旅程始于地球。 来自东北大学、东京大学和北海道大学的科学家们创建了一个模型，将各种大气化学反应因素考虑在内，从而深入了解了地球大气层--以及可能存在的最初生命痕迹--是如何演变的。
"古地球与我们现在的家园完全不同，"Shungo Koyama（东北大学）解释说，"那是一个更加恶劣的地方；富含金属铁，大气中含有氢气和甲烷。"
这些分子含有生命最初是如何形成的重要线索。 当暴露在太阳紫外线（UV）辐射下时，它们会发生化学反应，产生有机物（也被称为"生命的基石"）。 其中部分有机物是重要生物大分子的前体，如氨基酸和核酸。
然而，了解紫外线辐射的作用是困难的。 首先，这种大气层不稳定，很可能由于大气化学反应而发生快速变化。
本研究估计的地球古代大气演变示意图。 资料来源：Yoshida et al.
其次，当紫外线辐射有效分解大气中的水蒸气并形成氧化分子时，精确的分支比率和时间尺度尚未确定。 为了解决这些问题，我们创建了一个一维光化学模型，以准确预测地球很久以前的大气状况。
计算显示，大部分氢都流失到了太空中，而乙炔（由甲烷产生）等碳氢化合物则屏蔽了紫外线辐射。 这种对紫外线辐射的抑制大大减少了水蒸气的分解和甲烷随后的氧化，从而提高了有机物的生成。
如果最初的甲烷量相当于今天地球表面的碳量，那么就可能形成几百米厚的有机物层。
"有机物的积累可能形成了一种富含重要构件的汤。 这可能是地球上最初出现生物的源头"。 Tatsuya Yoshida（东北大学）提出。
该模型表明，远古地球的大气层与我们今天在邻近行星上看到的大气层极为相似： 金星和火星。 然而，尽管距离很近，地球却进化成了一个完全不同的环境。 研究人员正试图了解是什么让地球如此特别。因此，这个模型能让我们加深了解，地球上的大气进化和生命起源是独一无二的，还是与其他行星系统有着共同的模式。
编译自/ScitechDaily