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从国际空间站看地球。图片来源：NASA约翰逊
经过数十年关于地球生命起源的假设，至少有一位天体生物学家及其同事仍对两个重大难题感到困惑。简单分子如何变得复杂。还有我们早期的地球如何克服了微弱的年轻太阳悖论，并在表面孕育了液态水。
我坚信生命始于能量和养分的普及，能够将更简单的分子转化为复杂有机分子，NASA戈达德航天飞行中心高级天体物理学家弗拉基米尔·艾拉佩蒂安在巴黎最近的“起源2026”会议上说。
虽然表面液态水长期以来一直是天体生物学“适居性”的口号，但这并不是寻找生命的唯一考虑因素。
四十多亿年前，我们年轻的太阳比现在暗25%到27%，在如此微弱的太阳下，地球本应是冰球，但我们知道事实并非如此，艾拉佩蒂安说。他说，当时有积水。
地球本应被冰覆盖，除了赤道带。
但问题依然存在：最初将氮分子分解成复杂有机分子的能量，是从哪里来的？
太阳耀斑可能是答案。
年轻恒星会经历超级耀斑，伴随着数十亿吨日冕物质抛射，这些物质以每秒数千英里的速度移动，并在过程中产生冲击波。
这些日冕物质抛射产生了高能质子，这些质子可能沉淀到地球早期大气层。随着碰撞，它们开始与大气中的分子种类如氮（N2）和二氧化碳（CO2）碰撞，导致它们分裂。
第二个难题涉及我们自己的微弱年轻太阳。
Airapetian说，要在那个时代让我们的地球变暖，必须大量排放二氧化碳，使小池塘成为生命起源地，酸性非常强。但他说，这将使得前生物化学和生命的形成极不可能，也难以推进到复杂阶段。
在他们的模型中，Airapetian及其同事使用了早期地球大气中实验产生的10%的一氧化二氮，证明我们地球赤道带的气温可能升温到2到3摄氏度。这暗示着人生的冷漠开始。它还能防止有机分子如氢氰从小湖中蒸发;同时促进了化学复杂性的进一步提升。
Airapetian说，如果你向大气中注入过多二氧化碳，二氧化碳会被吸收到小池塘中，造成非常酸性的环境。但他说，我们知道生命需要碱性环境，而非酸性环境。
例如，碱性硼对核糖的稳定非常重要，核糖是核糖（RNA）生成的重要分子。
Airapetian说，没有核糖，就无法产生稳定的、信息性强的RNA和DNA分子。
一个无法解开的谜题？
我们可能永远无法确切知道生命是如何、何时在地球上开始的。但在接下来的二十年里，像艾拉佩蒂安这样的天体生物学家将利用大量新的地面和空间望远镜，寻找围绕太阳型恒星运行的岩石行星上的生物特征。
Airapetian说，任何地方的益生元化学看起来都非常相似，但一旦它发展、分化并变得更加复杂，我们就无法预测它会走哪条路径。
艺术家绘制的系外地球绕红M矮星运行的插图。图片来源：NASA/林奈
艾拉佩特星对在红矮星周围发现生命则不那么乐观，红矮星是宇宙中最普遍的恒星。这是因为岩石行星要适合在此类恒星周围居住，必须拥有极短的轨道。
这样的红矮星可以多次对类地行星的大气层造成破坏。这是因为红矮星通常非常活跃;超级耀斑能够常规地消灭任何新生或存在的生命。
至于Airapetian？
他最初同样感兴趣的是寻找岩石系外地球生命的前生物特征，而非生命的证据。为此，艾拉佩提安人主张首先在这些遥远星球的大气中寻找一氧化二氮的光谱痕迹。这将表明地球拥有能够与其他化学物种结合形成复杂分子的原子氮。
结论是？
Airapetian表示，我们需要寻找一氧化二氮的光谱特征，因为富含氮和富含二氧化碳的大气是前生物化学的基本前提。
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