深海噴口中發現的奈米結構可以在沒有生命的情況下產生能量

隱藏在太平洋深處？深入地下近 6,000 公尺（19,685 英尺）馬裡亞納海溝？是一組熱液噴口，它們可以提供一些關於地球上生命如何開始的重要線索。

這是日本理研科學研究所和東京工業大學的一個團隊領導的一項新研究的結論，而這組熱液噴口的引人注目之處在於它們能夠在沒有任何生物幫助的情況下產生能量。 。

科學家發現奈米結構通風口周圍可以作為選擇性離子通道，這意味著它們的工作原理有點像水下過濾器？讓某些類型的帶電粒子通過，同時阻止其他類型的帶電粒子。

透過這種選擇，可以產生微小但顯著的電壓差異，與我們自己細胞膜中的有機通道不同。在這種情況下不涉及有機材料表明能量產生？被稱為滲透能轉換？可能在生命出現之前就已經在地球上建立起來，為活細胞的形成提供了合適的環境。

“在深海熱液噴口中發現的離子通道的自發形成對地球及其他地方的生命起源具有直接影響，”說來自理化學研究所的生物化學家中村龍平。

熱液噴口是滲入地殼的岩漿加熱的水重新出現到海洋的薄弱點。這種循環水富含礦物質和能量，這就是為什麼科學家認為深海熱液噴口可以發揮作用。

目前研究中考慮的噴口由複雜的礦物質混合物組成，這使得它們對研究特別有趣。

仔細觀察 84 公分（33 吋）的氫氧化鎂樣品，可以發現晶體排列成筆直的通道，控制著通過通風口的液體流量，並在表面產生電壓差。

“出乎意料的是，我們發現滲透能轉換是現代植物、動物和微生物生命中的重要功能，可以在地質環境中以非生物方式發生，”說中村。

除了生命起源之外，這些發現還可以幫助藍色能量收集？發電廠過程，利用滲透能透過鹹水和淡水之間的差異發電。透過借鏡大自然的一些技巧，我們或許能夠提高這些技術的效率、可負擔性和生態友善性。

但最重要的是，它讓我們更接近回答有機生命如何從無機材料中產生的問題？以及數十億年前這在地球上是如何發生的。科學家關於生命的起源，但熱液噴口絕對可以。

“特別是，我們的研究表明，現代生活中的重要功能滲透能量轉換如何在地質環境中以非生物方式發生，”說中村。

該研究發表於自然通訊。