早期地球上大撞击后大气中生命起源分子的来源
摘要：生命起源于地球上会受益于一个产生HCN等腈类化合物的前生物大气。然而，地质化学证据表明，夏娃的大气相对氧化，几乎没有光化学产生前生物分子。这些悖论可以通过富含铁的小行星撞击来解决，这些撞击暂时降低了整个大气，使腈类化合物在随后的光化学反应中形成。在这里，我们使用新的时间依赖的耦合大气化学和气候模型研究了撞击产生的还原气氛，该模型考虑了气相反应和表面催化。产生的富含H2，CH4和NH3的大气可以维持几百万年，直到氢气逸出空间为止。在有雾的大气中，HCN和HCCCN的产生和降落到地表可以达到每秒$10^9$个分子cm^-2的速率，在CH4 / CO2的摩尔比大于0.1的情况下。较小的CH4 / CO2比产生的HCN降落速率小于每秒$10^5$个分子cm^{-2} s^{-1}，HCCCN几乎没有。产生CH4 / CO2 > 0.1的大气撞击体的最小质量为$4 \times 10^{20}$至$5 \times 10^{21}$千克（直径570至1330公里），取决于铁与蒸汽大气的反应效率，大气与撞击诱导熔融池的平衡程度以及镍表面催化CH4的产生面积。或者，如果蒸汽渗透并对地壳进行深度氧化，撞击体$sim 10^{20}$ kg可能是有效的。产生大量腈类化合物的大气具有> 360 K的表面温度，可能对RNA的寿命构成挑战，尽管云层反照率可以产生较冷的气候。无论如何，在氢气逸出空间后，可利用事故后氰化物存储并用于前生物方案。
作者：Nicholas F. Wogan, David C. Catling, Kevin J. Zahnle, Roxana Lupu
论文ID：2307.09761
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-20