石油非生物起源引出的另一个话题:深热生物圈
先回答前面的提问:石油中含有生物碎片,这些碎片哪儿来的?
目前的理论中,地球生命起源于海洋的微生物,然后慢慢形成今天整个地球的生态。这个理论最重要的点是在于,生命起源与地表,原因就是生命需要光合作用来合成生命需要的营养物质,而地底没有阳光,无法进行光合作用。
要认清生命的本质,首先要了解构成生命的要素:骨架材料+能量。
生命从根本上取决于碳的存在,地球生命被称为碳基生命,构成了所有蛋白质和遗传物质的骨骼结构。光有碳还不行,需要有能量将碳合成为生命的各种零件。
地表生物圈中,碳由二氧化碳提供,co2在大气中比例很小,各种光合作用都始于二氧化碳。具体过程是:光解离水中的氢,氢结合二氧化碳中的氧,还原碳,碳用于构建各种蛋白质以及各种糖和多糖物质,提供可以储存的化学能。光合生物死亡后,微生物把尸体分解,以二氧化碳和甲烷CH4的形式送回大气中。
那么地底生物圈没有阳光,无法还原二氧化碳,如何向地底生物提供躯体所需的碳?
地底虽然没有二氧化碳,但是有更大的碳源——碳氢化合物。其中甲烷CH4最丰富,还有乙烷CZH6以及石油等一系列碳氢化合物。他们沿着相同的断层线被发现。
因此合理的解释是,最初一开始存在的是碳氢化合物,在向上迁徙的过程中碳氢化合物中的氢和沿路的氧离子结合,释出还原碳。
但是地底氧气很少,都是以氧化物的形态存在,而大部分氧化物要还原氧消耗的能量大于释放碳氢化合物所释放的能量,只有两种氧化物比较容易释放氧。氧化铁和氧化硫。
证据:地底微生物使用了氧化铁中的氧,剩下了氧化程度较低的铁磁铁矿和灰铁矿。海底喷口有大量硫或为氧化的硫化物堆积。
其实地底生物圈的增长率要超过地表,因此它并不是一种生命的偶发形式也不是什么奇迹,生命就是首先从地下发展起来的。地壳中的微生物含量在质量和体积上可能远远超过所有表面生命,并且在地球有光合作用之前就出现了,是地球的第一批居民。在光合作用出现之前,地表和地底底化学差异可能很小,正是光合作用将地表转变为一个充满游离氧分子的区域。
让我们还原地表生命所需的二氧化碳、水、氧气是如何被创造的:
首先,地底碳氢化合物通过火山喷发或者地下气体上涌,直接向地表释放二氧化碳。
其次,碳氢化合物从地底向上迁徙的过程中,氢原子和沿途的松散的氧原子结合,这些氧原子存在与氧化铁和氧化硫中,氢氧结合形成了水。
第三,有了二氧化碳和水,地球就慢慢形成了大气层,地表微生物可以进行光合作用,吸入二氧化碳呼出氧气。
光合作用其实就是植物利用光能转化为化学能。而地底生物群落没有光能,所以他们直接利用化学能。但是既然光有能量,为什么地表生命不能直接利用,而要转变为化学能?
这是因为:
1、运行细胞新陈代谢所需的能量必须以不超过单个光子提供的十分之一的增量提供,就好像棒球运动员不能使用机枪来发球一样。
2、光子无法储存累积大量能量,而化学能可以。
3、最初的生物直接使用化学能,因为构建一个可以使用光子转化能量的细胞要比直接利用化学能的细胞复杂得多。
正是因为生命形式从简单到复杂的变化,使得生命利用能量的方式也越来越复杂。
碳氢化合物与我们的食物有相似之处。这可能很难想象,石油怎么会跟我们的食物相似呢?
实际上己烷分子(六碳形式的石油)和葡萄糖分子(六碳糖)之间的唯一物质差异是氢原子围绕己烷中的碳链,二水分子围绕汤中的碳链。己烷C6H14是碳氢化合物,而糖C6H12O6是碳水化合物。对地表动物来说,碳水化合物是食物,而碳氢化合物是毒药,但对地底生物来说,碳氢化合物正是他们的食物。
生命形态是不是低级到高级的迭代?
答:不是迭代,而是丰富度越来越高。宇宙的创造是无穷无尽的,先有基础配置,然后创造简单物质,然后是简单生命体,然后是复杂生命体。事实上无论简单还是复杂,都共存与宇宙中。地球目前整个地底生物圈的厚度估计有1.5米,其规模远超地表生物圈。这些地球最初的“原住民”生活在我们难以想象的高温高压环境中,地底丰富的碳氢化合物是它们的养分。