《宇宙的礼物,生命的奇迹》探索生命诞生的奥秘

小夏 科学 更新 2024-02-26

地质学中的黑暗时代:富生代(约455亿年 - 38亿年前)。

没有地壳

在 455亿年前,随着新生地球不断自转和凝结,由于自身的凝结和收缩以及内部放射性物质的和发热,温度不断升高。 而新生的地球离太阳更近,所以新生的地球处于熔融状态,表面温度超过1200摄氏度,没有坚硬的地壳,只有一望无际的熔岩海。

没有液态水

原始地球的表面温度高于水的沸点,因此大气中的水以水蒸气的形式存在于原始大气中。

缺氧

新生的地球在数亿年的时间里不断受到太阳系形成遗留下来的碎片的撞击。 这些撞击导致地球表面的物质融化并重新凝固,释放出大量气体。 这些气体在太阳紫外线等因素下发生化学反应,形成地球的第一个大气层。 与今天的大气不同,这种原始大气主要由二氧化碳、一氧化碳、氨(不含碳的气体以及碳的氧化气体)和甲烷(最简单的有机化合物)等无机气体组成,氧气很少。

月亮形成,季节出现

在连续不断的流星雨撞击中,一个叫忒伊亚的天体,其大小与火星差不多,质量约为地球的十分之一,以每秒15公里的速度撞击地球,碰撞引起剧烈的**,少量忒伊亚的碎片和**飞行物质在重力作用下聚集形成月球。 构成忒伊亚的大部分金属元素都被地球吸收并融入其中,这就是地球密度更大、核心更厚的原因。 科学家普遍认为,这次碰撞使地球的自转轴倾斜了235度,这导致地球有季节交替。

地壳形成

根据对地球上已知最古老的岩石——来自加拿大西北部阿卡斯塔河一个岛屿的阿卡斯塔片麻岩的研究,科学家们认为,地球上最原始的地壳可能出现在大约40亿年前。

由于宇宙的膨胀和太阳在核聚变过程中质量的不断减小,对地球的引力不断减弱,导致地球逐渐远离太阳。 随着地球继续散热,地表温度开始下降。 地球的重物质向内下沉,形成地核和地幔,而较轻的物质分布在地表,形成地壳。

原始海洋的形成

最早的海洋可能出现在大约38亿年前,这片海洋被称为原始海洋,其深度和面积相对较小。 关于地球上形成海洋的水,有两种主要理论。

自生自导自新有一种观点认为,地球上的水是与生俱来的。 在地球形成时,原始星云中含有能够形成水分子的氢原子和氧原子。 随着星云团的旋转和收缩,温度不断升高,密度增加,水在高温高压下以过热状态被封装在岩浆中。 在地球自转的离心力作用下,这些水逐渐漂流到地幔的上部,随着火山喷发逃逸到大气中。 当地表温度降至100度以下时,水蒸气被冷却并凝结成水,形成持续数百万年的暴雨,在很长一段时间内积累,形成地球的河流、湖泊和海洋。

外面:地球形成后,不断受到太阳系形成过程中产生的碎片的攻击,这些流星雨轰击地球长达数亿年。 这些撞击地球的天体携带着大量的水冰,当这些天体撞击地球时,水冰就会释放到地球上。 这些水聚集在一起,形成了地球上的河流、湖泊和海洋。

太古宙的早期生活(约38亿至25亿年前)诞生

在加拿大魁北克省北部哈德逊湾东海岸裸露的火山岩和沉积岩表面,科学家发现了迄今为止发现的最早的生物化石,这些微生物生活在大约 375亿年前。 那么,第一个生命是怎么来的呢?

关于生命诞生的理论包括神创论、宇宙生命、自发产生和化学起源。 创世论认为生命是上帝创造的,宇宙生命论认为生命来自宇宙中的其他星球,自发生成论认为生物可以在任何时候从非生物中产生,化学起源理论认为生命是从非生命物质通过极其复杂的化学过程进化而来的。 其中,最主流、最科学的理论是化学起源理论中的海底热液喷口生命起源理论。

在原始地球条件下,在高温、太阳紫外线和闪电等自然条件的长期作用下,许多简单的氨基酸(构成蛋白质的基本物质,蛋白质是生命活动的主要载体)、核苷酸等小分子有机化合物在高温等自然条件的长期作用下形成, 太阳紫外线和霹雳,这些小分子有机物质随着雨水进入原始海洋,并在其中积累。

在原始海洋中,这些有机小分子可以通过脱水、冷凝等化学反应相互连接,形成较大的分子。 例如,氨基酸可以通过脱水缩合形成多肽链,而多肽链又形成蛋白质分子。 核苷酸也可以通过类似的反应形成核酸分子。

这些高分子物质在原始海洋中积累并相互作用,进一步形成复杂的有机多分子系统。 这些多分子系统具有一定的结构和功能,能够进行自我复制和新陈代谢等生命活动,从而逐渐进化成原始的生命形式,即单细胞细菌。

生命诞生了!

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