小行星撞击或为地球生命“点火” 新研究拓展生命起源假说

一项由美国罗格斯大学（Rutgers University）研究团队主导的最新综述指出，地球生命的起源，可能并非只根植于深海热液喷口这一传统“摇篮”，由小行星或陨石撞击形成的高温含矿环境，同样可能为早期生命化学提供关键舞台。

论文第一作者希娅·辛奎曼尼（Shea Cinquemani）在接受采访时表示：“从科学角度看，我们仍不知道，没有任何生命的早期地球究竟是如何产生出第一批生命的。无中生有，这一步到底是如何发生的？”辛奎曼尼于2025年毕业于罗格斯大学环境与生物科学学院，获海洋生物与渔业管理学士学位，这次工作也是她在本科阶段完成的一次“越级”科研尝试。

相关综述论文发表在《海洋科学与工程杂志》（Journal of Marine Science and Engineering），重点梳理了生命可能诞生的地质环境，尤其聚焦于热液系统——即高温、富含矿物的流体在岩石中循环，并最终涌出，形成明显的能量梯度和多样的化学条件，从而驱动复杂反应的场所。文章在传统深海热液喷口之外，将目光转向了由陨石撞击形成的热液系统，认为这一类环境在早期地球可能十分常见，却长期被忽视。

论文由辛奎曼尼与罗格斯大学海洋学家理查德·卢茨（Richard Lutz）共同署名，对于一位本科生来说，作为第一作者主导综述，被导师形容为“极不寻常的成就”。卢茨说：“本科生参与论文并不罕见，教师经常邀请优秀学生加入项目。但以本科生为第一作者发表这样的论文，意义完全不同。”起初，这项工作只是辛奎曼尼在“大洋热液喷口”课程中的课堂作业，课题要求她思考：如果在其他行星上存在类似热液系统，它们是否有能力孕育生命？

辛奎曼尼坦言，刚接到作业时，“几乎一无所知”。“思考另一个星球上生物起源的问题，感觉非常超现实，我原本更熟悉的是纯生物学，但这个课题把我带进了化学、物理甚至地质学。”毕业后，她将课堂作业拓展为更系统的综述，将撞击形成的热液系统与深海热液喷口进行横向比较，论文在经过长达五轮、长达15页意见的严格评审后最终被接收。

深海热液喷口自上世纪70年代后期被发现以来，一直是生命起源研究中的“热门候选地”。这一环境无需阳光即可支撑完整生态系统，微生物依靠硫化氢等化学物质获取能量，通过化学合成而非光合作用生存。热液系统的热源既可以来自地壳内部的火山活动，也可以来自水与岩石之间的化学反应，即便没有岩浆，也能在冷冽的深海中形成局部温暖“绿洲”。

辛奎曼尼的工作在承接这一传统研究框架的基础上，更强调撞击驱动热液系统在生命起源中的潜在地位。当一颗大型陨石撞击地球时，巨大的动能会瞬间转化为高温，导致周围岩石熔融。撞击坑随后在冷却过程中积水，形成一个中心区域极为温暖、四周环绕水体的特殊环境，热水与矿物持续交换，构成类似深海热液喷口的系统。辛奎曼尼形容道：“你会得到一个被湖水包围的高温核心，这里会形成一个和深海类似的热液系统，只不过热源来自撞击而非火山。”

为评估这类环境的真实演化过程及其支持生命化学的潜力，论文回顾了三个不同时期的典型陨石坑案例：形成于约6500万年前、与恐龙灭绝事件相关的墨西哥希克苏鲁伯（Chicxulub）撞击坑；约3100万年前形成的加拿大北极地区豪顿（Haughton）撞击坑；以及大约5万年前形成、现仍有湖水存在的印度洛纳湖（Lonar Lake）。这些撞击形成的热液系统可以持续活跃数千至数万年，为简单分子逐步演变为更复杂有机结构提供了时间窗口。

研究人员认为，在陨石、彗星频繁造访的早期地球，这类由撞击驱动的热液环境可能远比今天常见，因此可能在生命诞生过程中发挥了被低估的作用——那些往往被视为“灾难性”的天体撞击事件，或许同时也搭建了生命起步所需的化学实验室。这一思路在延续深海热液喷口理论数十年积累的基础上，将生命起源的可能场景从深海扩展到了撞击坑内的湖泊与地下系统。

卢茨本人是深海热液喷口研究的早期拓荒者之一。在博士后阶段，他曾搭乘“阿尔文”（Alvin）深潜器下潜至海面以下一英里多，亲眼目睹在全然黑暗中的繁盛生态系统，这些航次被视为开创了一个全新的研究领域，也刷新了科学界对“没有阳光也能有生命”的理解。“多年来，我们一直在讨论，生命可能诞生于深海热液喷口的可能性。”卢茨说。

辛奎曼尼的这篇综述，在整合既有深海证据的同时，也引入了越来越多关于撞击驱动热液系统的最新成果，认为两类环境都具备支持生命起始阶段关键化学反应的潜力。这种视角的转变不仅关乎地球自身历史，也指向对外星生命的探索：科学界推测，在木星卫星欧罗巴（Europa）、土星卫星土卫二（Enceladus）等冰封卫星之下，可能存在活跃的海底热液活动，火星早期的撞击坑中也可能曾经孕育过类似环境。如果地球上的热液与撞击系统确实能为生命“预热”，那么它们也可能为未来搜寻外星生命提供重要线索和目标区域。

对于辛奎曼尼本人而言，这项研究更多源于一种人类共通的好奇心。目前她在罗格斯大学位于新泽西州开普梅的水产养殖创新中心担任技术员，从事水产养殖相关科研工作，同时为今后的海洋科学深造做准备。“人类的好奇心几乎是无穷的。”她说，“我们会不断发问，试图追溯一切的源头。也许我们永远无法精确还原生命诞生的那一刻，但我们可以尽可能逼近，理解事情可能是如何发生的。”