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正如我们所希望的那样,我们不能将早期地球海洋的pH值占据,但是一个团队认为他们已经对其进行了建模。
图片来源:Michael S. Helfenbein(包括AI生成的元素)
地球上的第一个(水)海洋被认为过于酸性。一项新的研究估计了改变这一点的过程的时间表,并在达到正确的pH值以托管第一批生物体时提出了数字。
现代海洋有点碱,有pH约为8.1。将二氧化碳添加到大气中- 一个被称为- 但是预计该价值将保持在7的中性点之上,这也是如此。即使是酸性的海洋也是个坏消息,但是一个真正的酸性海洋,即使是稍微这样,也被认为与生命不相容,因为它阻碍了有机分子的形成。
然而,许多科学家认为地球早期的条件将为酸性海洋带来,直到板块构造驱动的过程改变了海洋化学。这项研究的第一作者孟郭博士在一家中说:“要了解生活的起源,了解地球何时以及如何开始以更中性的pH托管海洋变得重要。”陈述。
Guo和Jun Korenaga教授估计这些过程将花费与生活兼容的时间所花费的时间。如果它们是正确的,那么在最初的5亿年中,地球的海洋都无法居住。在半分离的海湾中,较低的pH值可能存在,那里与全球海洋几乎没有互换,但不远。
该发现创造了一个悖论,因为地球已有45.4亿年的历史,而分子钟则呈现了第一个生命形式,即在Guo和Korenaga之前认为海洋可以支持它之前。有几种可能的解决方案。新估计不仅是错误的 - 第一次尝试并不罕见 - 而且一旦您在化石证据进行校准之前就回头质疑分子时钟的有效性。另外,这可能是对生活是否开始的问题的答案在海底或。
郭说; “对海洋pH的长期演变进行建模是一个众所周知的困难问题,因为它涉及地球系统的几乎所有组成部分:大气,海洋,外壳和地幔。” Korenaga称这项工作; “一场巡回演出的理论努力”,但是这些挑战留出了很大的错误空间。
确实,作者承认,在某些估计地球的海洋中是碱从一开始。从那个时代生存的少数岩石中的大多数都不是保留它们形成的pH值记录的那种岩石。
通过建模海底硅酸盐和第一批原始生物的风化速率,以及从大气中捕获二氧化碳的海洋,郭和科雷纳加估计的pH值约为5亿年前,在40亿年前达到中立性。尽管按照我们的标准进行了巨大的时期,但与海洋随后的稳定性相比,这种转变速度迅速。作者认为,海洋最初非常热,富含镁,导致岩石的加速风化,这些岩石产生碱性产品或锁定酸性二氧化碳。
“我认为我们现在能够进行这种建模的主要原因是,在过去的几年中,我们对早期地球构造学的理解得到了巨大改善,” Korenaga说。 “这项工作集中在大陆壳和岩浆海洋物理学的演变上,”在水状之前。
这项工作是对其他世界的生活(尽管不一定是智力)寻求生活的好消息。关于外星生命的最强烈的论点之一是,一能够在地球上出现的生命就在地球上出现了,这表明要克服的标准并不高。如果Guo和Korenaga是对的,那么这比我们想象的更真实,过分的酸度才能直到之前。
该研究发表在杂志上自然地球科学。