99国产精品欲av蜜臀,可以直接免费观看的AV网站,gogogo高清免费完整版,啊灬啊灬啊灬免费毛片

網(wǎng)易首頁 > 網(wǎng)易號 > 正文 申請入駐

模擬早期大氣環(huán)境,發(fā)現(xiàn)“微閃電”可能是地球生命起源!

0
分享至

在浩瀚的宇宙中,地球生命的起源一直是科學(xué)界探尋的謎題。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為,閃電劃破原始大氣,通過電離或高溫生成了有機物,從而創(chuàng)造了生命。然而,最新研究提出了另一個假設(shè):也許,生命的起源并非閃電,而是浪花濺起微小水霧時產(chǎn)生的“微閃電”。



生命起源于水霧中的微閃電

(圖片來源:作者使用AI生成)

追溯經(jīng)典:從米勒-尤里實驗說起

1953年,年僅23歲的研究生斯坦利·米勒(Stanley Miller)在導(dǎo)師哈羅德·尤里(Harold Urey)的指導(dǎo)下,進行了一個實驗,目的是模擬地球早期的大氣條件,探索生命基本組成部分的可能起源。

他們設(shè)計了一個封閉系統(tǒng),其中包含水、甲烷、氨氣和氫氣——這些氣體在當(dāng)時被認(rèn)為是構(gòu)成原始地球的大氣。為了模擬自然環(huán)境中的閃電,他們對這些氣體施加電火花。實驗運行一周后,米勒發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中生成了多種有機化合物,包括甘氨酸和丙氨酸等氨基酸,而氨基酸正是蛋白質(zhì)的基本組成單位。這一發(fā)現(xiàn)為有機分子可以在無生命的條件下自發(fā)形成提供了實驗支持,極大地推動了關(guān)于生命起源的研究。



米勒所設(shè)計的封閉的實驗裝置

(圖片來源:參考文獻[7])

然而,隨著對地球早期環(huán)境理解的深入,科學(xué)家們開始質(zhì)疑米勒-尤里實驗的假設(shè)條件。后續(xù)的研究表明,原始地球的大氣成分可能并不像實驗中設(shè)定的那樣富含甲烷和氨,而是以二氧化碳和氮氣為主。在這樣的條件下,閃電誘導(dǎo)的有機分子合成效率可能遠低于米勒實驗的結(jié)果。

此外,閃電雖然能量強大,但在地球上的發(fā)生頻率相對較低,其直接作用于海洋并高效合成有機分子的可能性受到限制。因此,依賴閃電作為主要能量來源驅(qū)動生命前體分子的合成,可能并不現(xiàn)實。

這些質(zhì)疑促使科學(xué)家們探索其他可能的能量來源和環(huán)境條件,例如深海熱液噴口、紫外線輻射,以及近期提出的“微閃電”現(xiàn)象等,以解釋生命基本組成部分在地球早期環(huán)境中的合成途徑。

新“主角”登場:斯坦福團隊的“微閃電”實驗

在探索過程中,斯坦福大學(xué)的研究團隊提出了一種新的假設(shè):地球上的生命可能源于微水滴間的“微閃電”現(xiàn)象。

他們的實驗?zāi)M了早期地球的大氣環(huán)境,包括氮氣、甲烷、二氧化碳和氨氣等成分。在此環(huán)境中,研究人員將室溫水噴灑進入這些氣體混合物中,形成了帶電的水滴。由于水滴在噴灑過程中會產(chǎn)生電荷分離,較大的水滴通常帶正電荷,而較小的水滴帶負(fù)電荷。當(dāng)這些帶相反電荷的水滴相互靠近時,會產(chǎn)生微小的電火花,即“微閃電”現(xiàn)象。

這些微閃電具有足夠的能量,促使無機氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成有機分子。實驗結(jié)果顯示,在這種條件下,成功合成了多種含碳-氮鍵的有機化合物,包括例如氫氰酸、甘氨酸和環(huán)狀分子尿嘧啶等。這些氨基酸分子和嘧啶分子分別是蛋白質(zhì)和核酸等生命關(guān)鍵組成部分的基礎(chǔ)。



水滴微閃電進行生命起源前的有機化合物的合成

(圖片來源:參考文獻[1])

這一發(fā)現(xiàn)為理解生命的起源提供了新的視角,表明在原始地球環(huán)境中,廣泛存在的水霧和氣體混合物可能通過微閃電現(xiàn)象,自發(fā)地生成生命所需的基本有機分子。

水為什么還能放電?

水作為日常生活中最常見的液體,我們一般只會聯(lián)想到它的導(dǎo)電屬性,但很難讓人將其與“放電”相關(guān)聯(lián)。那水霧為何會帶電呢?

早在1892年,德國物理學(xué)家菲利普·萊納德(Philipp Lenard)通過研究瀑布底部水滴的電荷,首次發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。他觀察到,瀑布飛濺的水霧中,較小的水滴通常帶負(fù)電,而較大的水滴則帶正電。這一發(fā)現(xiàn)被稱為“萊納德效應(yīng)”(Lenard effect),并在后續(xù)的研究中得到證實。



瀑布的水霧中帶有電荷

(圖片來源:作者拍攝)

當(dāng)水通過噴霧或其他方式霧化時,液體在破裂成微滴的過程中會發(fā)生電荷分離。這是因為:在液滴形成時,水分子之間的相互作用導(dǎo)致電荷重新分布。較大的液滴由于表面積較大,可能失去部分電子,從而帶正電荷;而較小的液滴則可能獲得這些電子,因而帶負(fù)電荷。

為了在宏觀上驗證這一猜測,科學(xué)家們使用空氣作為霧化氣體,將水滴噴入空氣中,使液滴在兩塊帶有相反電荷的平行金屬板之間流動。同時,通過高速攝像機記錄液滴在均勻電場中的軌跡,為萊納德效應(yīng)提供了視覺證據(jù)。



高速相機記錄的微小水滴的運動軌跡

(視頻來源:參考文獻[4])

水霧帶電了之后,又是如何放電的呢?一項研究表明,當(dāng)帶相反電荷的水滴靠近時,電子會在它們之間躍遷,從而引起放電并伴有光子發(fā)射。

至于導(dǎo)致這種發(fā)光現(xiàn)象的機制,有人認(rèn)為可能是切倫科夫輻射,即當(dāng)帶電粒子的運動速度超過介質(zhì)中的光速時就會發(fā)生這種輻射。然而,光在空氣中的速度幾乎與在真空中的速度相同,而光在水中的速度約為真空中光速的75%。在氬氣包圍水微滴噴霧的實驗表明,存在的任何切倫科夫輻射都低于我們的檢測限。

科學(xué)家們則認(rèn)為,電子撞擊引發(fā)激發(fā)電子態(tài)的發(fā)射,因而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。該過程表現(xiàn)出與空氣中的閃電相同的特性,例如,能夠激發(fā)、解離和電離分子。因此,這種現(xiàn)象被命名為“微閃電”。這種現(xiàn)象在自然界中也有所體現(xiàn),例如在瀑布附近的空氣中,水霧的電荷分離可能導(dǎo)致空氣中負(fù)離子的增加,使人感到空氣格外清新。

總結(jié)

從米勒-尤里的閃電模擬,到斯坦福團隊提出的“微閃電”假說,對于生命最初如何從無機走向有機、從混沌走向有序,我們正獲得越來越準(zhǔn)確、可信的解釋。我們期待著,在科學(xué)家們孜孜以求的探索下,終有找出生命起源之問終極答案的那一天。

參考文獻:
[1]Meng, Yifan, et al. Spraying of water microdroplets forms luminescence and causes chemical reactions in surrounding gas.Science Advances11.11 (2025): eadt8979.

[2]Lin, Shiquan, et al. Size-dependent charge transfer between water microdroplets.Proceedings of the National Academy of Sciences120.31 (2023): e2307977120.

[3]Zilch, Lloyd W., et al. Charge separation in the aerodynamic breakup of micrometer-sized water droplets.The Journal of Physical Chemistry A112.51 (2008): 13352-13363.

[4]Xia, Yu, et al. Visualization of the charging of water droplets sprayed into air.The Journal of Physical Chemistry A128.28 (2024): 5684-5690.

[5]Lenard, Philipp. Ueber die electricit?t der wasserf?lle.Annalen der Physik282.8 (1892): 584-636.

[6]Kumar, Anubhav, et al. Water microdroplets in air: a hitherto unnoticed natural source of nitrogen oxides.Analytical Chemistry96.26 (2024): 10515-10523.

[7]Miller, Stanley L. A production of amino acids under possible primitive earth conditions.Science117.3046 (1953): 528-529.

出品:科普中國

作者:Denovo團隊

監(jiān)制:中國科普博覽



特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關(guān)推薦
熱點推薦
“抽打臀部、模擬性愛相關(guān)動作……”微信公告:或永久封號

“抽打臀部、模擬性愛相關(guān)動作……”微信公告:或永久封號

南方都市報
2025-07-25 19:46:14
女子大鬧北京地鐵,怒噴國內(nèi)不如美國,囂張正臉曝光,乘客發(fā)聲

女子大鬧北京地鐵,怒噴國內(nèi)不如美國,囂張正臉曝光,乘客發(fā)聲

逍遙史記
2025-07-25 09:28:05
合作雷佳音沒火,搭檔劉亦菲沒紅,演完陳佩斯《戲臺》,終于紅了

合作雷佳音沒火,搭檔劉亦菲沒紅,演完陳佩斯《戲臺》,終于紅了

小丸子的娛樂圈
2025-07-25 20:25:38
美游泳隊宣布:運動員集體食物中毒,希望世錦賽獲得藥物豁免

美游泳隊宣布:運動員集體食物中毒,希望世錦賽獲得藥物豁免

深析古今
2025-07-24 17:52:07
《掃毒風(fēng)暴》今晚33集大結(jié)局:羅炳章斷命,盧少驊被捕,王林入獄

《掃毒風(fēng)暴》今晚33集大結(jié)局:羅炳章斷命,盧少驊被捕,王林入獄

涵豆說娛
2025-07-25 09:02:37
票房破億,后勁太大!《南京照相館》 票房或破30億

票房破億,后勁太大!《南京照相館》 票房或破30億

米椒影視
2025-07-24 22:05:00
澤連斯基:美國將從烏克蘭購買無人機,合同價值最高200億美元!俄方確認(rèn):逾3500名外國雇傭兵參與烏軍作戰(zhàn)

澤連斯基:美國將從烏克蘭購買無人機,合同價值最高200億美元!俄方確認(rèn):逾3500名外國雇傭兵參與烏軍作戰(zhàn)

每日經(jīng)濟新聞
2025-07-25 17:45:31
自稱有1000萬用戶,辛巴自創(chuàng)品牌“棉密碼”衛(wèi)生巾檢出超高含量致癌物

自稱有1000萬用戶,辛巴自創(chuàng)品牌“棉密碼”衛(wèi)生巾檢出超高含量致癌物

新京報
2025-07-24 08:01:38
太平天國最高降將韋?。簽楹吻逋]有殺他?他降清后結(jié)局怎樣?

太平天國最高降將韋俊:為何清廷沒有殺他?他降清后結(jié)局怎樣?

大千世界觀
2025-07-25 17:18:33
凌晨3點場爆滿,預(yù)售26萬飆到5000萬!71歲陳佩斯讓資本臉腫了!

凌晨3點場爆滿,預(yù)售26萬飆到5000萬!71歲陳佩斯讓資本臉腫了!

手工制作阿殲
2025-07-25 09:22:05
洪森已確定不會逃到中國,30萬大軍坐鎮(zhèn),泰軍輪番空襲,局勢升級

洪森已確定不會逃到中國,30萬大軍坐鎮(zhèn),泰軍輪番空襲,局勢升級

林子說事
2025-07-25 19:35:19
突然拉升!這一板塊,尾盤大爆發(fā)!

突然拉升!這一板塊,尾盤大爆發(fā)!

證券時報
2025-07-25 17:28:04
國家體育總局:十五運厲行節(jié)約不搞重復(fù)建設(shè),不新建大型場館

國家體育總局:十五運厲行節(jié)約不搞重復(fù)建設(shè),不新建大型場館

南方都市報
2025-07-25 16:42:16
“去Google,我只值原股權(quán)的1%!”AI獨角獸被瓜分后2號員工怒揭內(nèi)幕,創(chuàng)始人帶頭卷走24億再遭圍攻

“去Google,我只值原股權(quán)的1%!”AI獨角獸被瓜分后2號員工怒揭內(nèi)幕,創(chuàng)始人帶頭卷走24億再遭圍攻

CSDN
2025-07-25 19:21:04
再次言中:美國提供3500億美金武器、歐盟掏錢、主要送往烏克蘭

再次言中:美國提供3500億美金武器、歐盟掏錢、主要送往烏克蘭

邵旭峰域
2025-07-25 15:48:21
南方人的鱔魚,北方人不懂!

南方人的鱔魚,北方人不懂!

讀史
2025-07-20 20:29:25
俄羅斯沒想到,美國更沒想到,中國幾乎所有“關(guān)鍵”技術(shù)遙遙領(lǐng)先

俄羅斯沒想到,美國更沒想到,中國幾乎所有“關(guān)鍵”技術(shù)遙遙領(lǐng)先

泠泠說史
2025-07-25 09:19:30
泰國與柬埔寨正式開戰(zhàn)!F-16已出動轟炸,雙方都有中國制造武器?

泰國與柬埔寨正式開戰(zhàn)!F-16已出動轟炸,雙方都有中國制造武器?

掌青說歷史
2025-07-24 21:25:10
全國單價“地王”刷新!背后老板指向浙商富二代

全國單價“地王”刷新!背后老板指向浙商富二代

證券時報e公司
2025-07-25 23:06:59
牽引鉤+雙輪前起落架!殲-50全球首架第六代艦載機的身份實錘了?

牽引鉤+雙輪前起落架!殲-50全球首架第六代艦載機的身份實錘了?

boss外傳
2025-07-25 17:40:03
2025-07-25 23:39:00
中國科普博覽 incentive-icons
中國科普博覽
中國科學(xué)院科普云平臺
4462文章數(shù) 201241關(guān)注度
往期回顧 全部

頭條要聞

8旬翁下葬前墓地被人埋死狗沿路埋鐵釘暗器 官方介入

頭條要聞

8旬翁下葬前墓地被人埋死狗沿路埋鐵釘暗器 官方介入

體育要聞

3年過去了,她還是歐洲杯上最酷的姐

娛樂要聞

汪蘇瀧不忍了 !張碧晨痛失《年輪》演唱權(quán)

財經(jīng)要聞

劉煜輝:當(dāng)下重要不是找確定性而是轉(zhuǎn)折點

科技要聞

36款熱門車高危智駕場景測試,“團滅”!

汽車要聞

李斌一口氣講了近3個小時樂道L90 原因是為啥?

態(tài)度原創(chuàng)

親子
房產(chǎn)
旅游
公開課
軍事航空

親子要聞

爸爸被娃嫌,被狗嫌,被我嫌都是自找的

房產(chǎn)要聞

分?jǐn)?shù)線集體飆漲!海中867分!2025海南中招格局大變!

旅游要聞

熱聞|清明假期將至,熱門目的地有哪些?

公開課

李玫瑾:為什么性格比能力更重要?

軍事要聞

吳謙少將任中國駐埃及使館國防武官

無障礙瀏覽 進入關(guān)懷版 主站蜘蛛池模板: 泰安市| 松江区| 东港市| 竹北市| 丽江市| 湘潭市| 平南县| 庆安县| 浦城县| 东光县| 清徐县| 外汇| 牙克石市| 剑阁县| 靖西县| 丰都县| 万源市| 怀集县| 茶陵县| 南江县| 昌邑市| 嵊州市| 乌海市| 承德市| 镶黄旗| 讷河市| 疏附县| 克拉玛依市| 铜山县| 宝坻区| 马龙县| 荣成市| 图木舒克市| 博罗县| 房产| 元朗区| 西和县| 文山县| 五大连池市| 遂昌县| 通渭县|