作者:苏黎世联邦理工学院阿里安·巴斯塔尼 今日地球和4的艺术插图
50亿年前
信用:托比亚斯·斯蒂尔利/ NCCR行星 由联邦理工学院研究员保罗·索西领导的一个国际科学家小组对地球4
50亿年前
他们的结果暗示了地球上生命的可能起源
45亿年前，地球很难被识别
我们今天所知的森林、山脉和海洋已经不同了，我们星球的表面完全被岩浆覆盖——火山爆发时出现的熔融岩石物质
科学界同意这一点
不太清楚的是当时的气氛
由苏黎世联邦理工学院和NCCR行星高级研究员保罗·索西领导的新的国际研究努力试图揭开地球原始大气的一些秘密
这项发现发表在今天的《科学进展》杂志上
在实验室制造岩浆 “45亿年前，岩浆不断与上层大气交换气体，”索西开始解释
“空气和岩浆相互影响
所以，你可以从另一个人身上学习
" 为了了解与今天截然不同的地球原始大气，研究人员因此在实验室里创造了他们自己的岩浆
他们是通过混合一种与地球熔融地幔成分相匹配的粉末并加热它来做到这一点的
听起来简单明了的事情需要最新的技术进步，正如索西指出的那样:“我们的地幔状粉末的成分使得它很难熔化——我们需要大约2000摄氏度的高温
" 这需要一个特殊的熔炉，它由激光加热，研究人员可以通过让气体混合物流围绕它来悬浮岩浆
这些气体混合物似乎是原始大气的候选物
50亿年前，影响了岩浆
因此，随着每种气体混合物在样品周围流动，岩浆变得有点不同
索西团队在实验中使用的激光加热空气动力悬浮炉
信用:IPGP “我们寻找的关键区别是岩浆中的铁是如何被氧化的，”索西解释道
用不太准确的话来说:有多生疏
当铁遇到氧时，它氧化并变成我们通常所说的铁锈
因此，当科学家吹到岩浆上的气体混合物含有大量氧气时，岩浆中的铁会被进一步氧化
冷却的岩浆中这种程度的铁氧化给了索西和他的同事一些东西，他们可以把它们比作今天构成地球地幔的天然岩石——所谓的橄榄岩
这些岩石中的铁氧化作用仍然受到其内部原始大气的影响
因此，通过比较天然橄榄岩和实验室中的橄榄岩，科学家们得到了关于哪种气体混合物最接近地球原始大气的线索
生命出现的新观点 “我们发现，在从岩浆状态冷却下来后，年轻的地球有一个轻微氧化的大气层，二氧化碳是其主要成分，还有氮气和一些水，”索西报道
地表压力也高得多，几乎是今天的100倍，大气也高得多，因为地表很热
这些特征使得它更像今天金星的大气，而不是今天地球的大气
这个实验的特写镜头显示了热岩浆样品，它被气体包围，因此保持悬浮
信用:P
苏西/苏黎世联邦理工学院 根据索西和他的同事的说法，这个结果有两个主要结论:第一个是地球和金星开始时有非常相似的大气，但是后者随后由于更接近太阳和相关的更高温度而失去了水分
然而，地球保留了它的水，主要是以海洋的形式
它们从空气中吸收了大量的二氧化碳，从而大大降低了二氧化碳的含量
第二个结论是，关于地球上出现生命的流行理论现在似乎不太可能了
这个所谓的“米勒-尤里实验”，其中雷击与某些气体(特别是氨和甲烷)相互作用产生氨基酸——生命的组成部分——将很难实现
必要的气体根本不够充足
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