为什么有闪电(闪电是什么引起的)

耶鲁大学研究员本杰明·赫斯是这篇新论文的第一作者。赫斯说，“这项研究实际上是一个幸运的发现。它为我们在其他类地行星上寻找生命存在的证据提供了新的可能性。”

人们一直认为闪电在地球生命的诞生中起了重要作用。实验室实验证明，闪电合成的有机化合物包括氨基酸(蛋白质的构成物质)等原始化合物。

然而，这项新研究从另一方面讨论了闪电的作用，科学家们一直在思考一个大问题，即地球早期生命是如何获得磷的。几十亿年前，尽管有丰富的水和二氧化碳，但磷仍然存在于岩石中，不能溶解，不能产生化学反应。换句话说，磷基本上被封存了。

那么有机物是怎么得到这种重要元素的呢？主流观点认为是磷铁镍陨石给地球带来了磷。这种矿物质可以溶于水，所以磷可以被生物利用。这个理论有一个重大问题，就是35亿年到45亿年前地球上开始出现生命时，陨石撞击事件的发生率呈指数级下降，地球需要大量含磷的镍铁陨石才能形成生命。

同时，陨石撞击具有相当大的破坏性。它可以过早地杀死新的生命形式(如恐龙)，或者蒸发掉磷、铁、镍陨石带来的大部分磷元素。

赫斯和他的同事们认为他们已经找到了答案。铁镍矿也存在于闪电熔岩等玻璃材料中，闪电熔岩是闪电击中地面时形成的，它从岩石中吸收磷。熔化的闪电也会溶解在水中。

2016年，相关论文的作者在伊利诺伊州收集了闪电撞击地面过程中形成的闪电熔岩。然而，在开始时，只有这些样本用于研究极高闪电温度的影响。他们发现闪电熔岩含有0.4%的磷铁镍矿。

通过闪电熔岩，科学家只需要测量几十亿年前地球上首次出现生命时产生的磷、铁和镍的量。大量文献估计古代地球大气中的二氧化碳含量是引发闪电的重要因素。在了解了二氧化碳浓度和闪电之间的关系后，研究小组利用这些数据确定了当时闪电的频率。

赫斯和他的同事得出结论，每年数万亿次雷击将产生1.1到1.1万公斤的磷、铁和镍。随着时间的推移，闪电活动可以产生大量的磷来促进有机物的生长和繁殖。闪电活动产生的磷远远多于陨石带来的磷。

通过这一发现了解地球的历史非常有趣，但也为思考地外生命的发展拓宽了我们的视野。赫斯说，“对于那些陨石撞击概率越来越小的行星来说，这种方式可能会促进生命的诞生。”

这种“闪电带来生命”的模式只限于浅水区，因为闪电必须在一个可以溶解释放磷的地方生成闪电熔岩。但是，在大型水体中，这种情况不容易发生。

这个限制并不是一件坏事。虽然天体生物学仍然专注于海洋，但研究的重点已经转移到像火星这样没有被地表水覆盖的行星上。

需要明确的是，这项研究并没有否认陨石撞击在磷生成中的作用。赫斯强调，热液喷口等其他形式也可能取代陨石撞击或闪电。

最终，35亿年前，地球看起来和今天不一样。目前还不完全清楚是否有足够多的岩石暴露在空气体中(它们需要被闪电击中才能产生磷、铁和镍)来产生磷。

赫斯打算让其他科学家来解决这些问题，因为涉及的领域超出了他的日常工作范围。他说，“但我还是希望未来人们能关注闪电熔岩，并对这种方法的可行性进行实验。我希望我们的研究将有助于在浅水中寻找生命，这正是我们在火星上正在做的事情。”