远古发现丨新研究进一步揭示地球生命或起源于“热泉”

记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，中国科学家领衔的国际团队通过模拟实验发现，在地球最早期陆地热泉式的环境中，铁硫化物可通过光热催化作用还原二氧化碳，产生甲醇，从而为地球生命起源的关键代谢途径提供物质基础。

这一研究为理解地球早期生命起源提供了新方向，相关成果于28日发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

早期地球陆地热泉概念图 （亚历克斯·博索伊绘）

参与此项研究的中国科学院南京地质古生物研究所副研究员南景博介绍，在地球早期生命起源假说中，深海热液和陆地热泉是普遍认为孕育生命的两种可能环境。此前研究中，多数科学家认为早期生命产生于海底的碱性热液喷口，对陆地上的热泉式蒸汽环境的研究相对较少。

此次研究团队在实验室中进行了一系列环境模拟，产生与早期陆地热泉相似的环境，包括80至120摄氏度高温、强紫外光照射，富含二氧化碳、氢气、铁硫化物的热泉喷口环境。结果显示，铁硫化物能起到催化作用，促进二氧化碳转变为甲醇。甲醇可能通过之后进一步的催化转化为最古老代谢途径所需的甲基，从而为生命起源奠定基础。

“这项研究展示了在早期地球陆地热泉中，铁硫化物如何将二氧化碳转化为有机分子，并进一步为生命起源提供原材料。该发现为探索生命起源提供了新方向，进而为未来寻找地外热泉环境下的生命提供依据。”南景博说。

地理科普延伸阅读

探索地球生命起源之谜：热泉环境中的光热催化新发现

在浩瀚的宇宙探索中，地球生命的起源一直是科学界最为引人入胜的谜题之一。近日，从中国科学院南京地质古生物研究所传来了一则振奋人心的消息，由中国科学家领衔的国际团队，在模拟地球最早期的陆地热泉环境时，取得了一项突破性发现——铁硫化物能够在光热催化作用下，有效还原二氧化碳，生成甲醇，这一发现为揭示地球生命起源的关键代谢途径提供了宝贵的物质基础，再次拓宽了我们对生命起源的认知边界。

热泉环境中的生命火花

回溯至地球诞生之初，那是一个充满极端环境的时代，火山活动频繁，热泉遍布陆地与海底。这些热泉不仅是地热能的释放口，更可能是孕育原始生命的摇篮。科学家们长期以来一直认为，极端环境下存在的化学过程，尤其是那些能够合成有机物的反应，对于生命起源至关重要。此次研究便聚焦于这样一个特定的场景：地球早期陆地热泉。

铁硫化物的神奇作用

铁硫化物，这一在热泉沉积物中常见的矿物，在此次研究中扮演了核心角色。研究团队通过精密的模拟实验，模拟了约40亿年前地球表面的光照强度和温度条件，发现当铁硫化物暴露在特定的光热条件下时，其表面能够催化二氧化碳的还原反应，将无机碳转化为有机碳——甲醇。甲醇作为一种简单的有机化合物，是构成更复杂有机分子乃至生命物质的基础。

光热催化的生命桥梁

这一发现之所以意义重大，是因为它揭示了一条从无机世界向有机世界过渡的可能路径。在缺乏自由氧气的早期地球大气中，二氧化碳的还原是一个关键步骤，它能够将非生物环境中的碳锁定在有机形式中，为后续的生物合成过程提供了必要的原料。光热催化作用，作为一种高效且相对温和的化学反应方式，可能正是连接无机与有机、非生命与生命的桥梁。

对生命起源的新启示

该研究成果不仅为理解地球早期生命如何从简单分子逐步演化成复杂生物提供了重要线索，也对寻找地外生命具有指导意义。在宇宙的其他角落，如果存在类似地球早期的热泉环境，以及相应的光热催化机制，那么生命的存在或许就不再是一个孤例。

随着科学研究的不断深入，地球生命起源的谜团正被一点点揭开。中国科学家领衔的这项研究，无疑是这一探索旅程中的又一重要里程碑。它不仅深化了我们对地球早期生命条件的认识，也为人类探索宇宙奥秘、寻找生命共性开辟了新的视角。未来，随着更多类似研究的开展，相信我们离完全解开生命起源之谜的那一天将越来越近。

责任编辑：程家康