美國羅格斯大學(Rutgers University)研究團隊主導的最新綜述指出,地球生命的起源,可能不只限於深海熱泉口這一傳統「搖籃」,由小行星或隕石撞擊形成的富含礦物高溫環境,同樣可能為早期生命化學提供關鍵舞臺。論文第一作者希婭·欽奎馬尼(Shea Cinquemani)接受訪問時表示:「從科學角度看,我們仍不知曉,沒有任何生命的早期地球研究證實是如何產生第一批生命的。
其中生命究竟是如何發生的?」
隕石撞擊熱泉系統的潛在角色
欽奎馬尼於 2025 年畢業於羅格斯大學環境與生物科學學院,獲海洋生物與養殖管理碩士學位,這次工作是她在本科階段完成的「升級」科研嘗試。相關綜述論文發表於《海洋科學與工程雜誌》(Journal of Marine Science and Engineering),重點梳理了生命可能發生的地質環境,特別強調熱泉系統——即高溫、富含礦物的高壓液體在岩石中循環,並最終滲出,形成明顯的能量梯度和多樣化學條件,從而驅動複雜反應的場域。
論文不僅討論傳統深海熱泉口,還將目光轉向由隕石撞擊形成的熱泉系統,認為這類環境在早期地球非常常見,卻長期被忽視。 論文由欽奎馬尼與羅格斯大學海洋學家理查德·盧茲(Richard Lutz)合著,對這位本科生而言,作為第一作者發表此類綜述,被導師形容為「極不尋常的成就」。盧茲表示:「本科生參與論文並不罕見,導師常邀請優秀學生加入項目。但以本科生為第一作者發表這類論文,意義完全不同。
」最初,這項工作僅是欽奎馬尼在「大洋熱泉口」課程中的課堂作業,作業要求思考:如果在其他行星上存在類似熱泉系統,它們是否有能力孕育生命? 欽奎馬尼回憶,剛接到作業時「毫無頭緒」。「思考另一顆星球上生物起源的問題,感覺非常不切實際,我原本更熟悉純生物學,但這個作業把我帶進了化學、物理乃至地質學。」畢業後,她將課堂作業擴展為系統綜述,將隕石撞擊形成的熱泉系統與深海熱泉口進行橫向比較,論文經歷五輪、長達 15 頁的嚴格審稿後終獲接受。
深海熱泉口自上世紀 70 年代後期被發現以來,一直是生命起源研究中的「熱門地點」。這類環境無需陽光即可支撐完整生態系統,微生物依賴化氫等化學物質獲取能量,透過化學合成而非光合作用生存。熱泉系統的熱源既可來自地幔深部的火山活動,也可來自水與岩石間的化學反應,即便沒有岩漿,也能在冰冷的深海中形成局部溫暖「綠洲」。 欽奎馬尼的工作在承接傳統研究的框架基礎上,更強調隕石撞擊熱泉系統在生命起源中的潛在位置。
當一顆大型隕石撞擊地球時,巨大動能瞬間轉化為高溫,導致周圍岩石熔融。撞擊坑冷卻過程中積水,形成一個中心區域極為溫暖、四週環繞冷水的特殊環境,熱水與礦物持續交換,構建出類似深海熱泉口的系統。欽奎馬尼形容:「你會得到一個被湖水包圍的高溫核心,這裡會形成一個和深海類似的熱泉系統,只不過熱源來自撞擊而非火山。」




