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阿尔伯塔大学等机构的研究团队近期在《自然·通讯》发表重要成果，揭示了地球早期生命起源过程中长期缺失的关键环节。通过对南海大洋钻探获得的岩芯样本进行深入分析，科学家首次在海洋地壳约200米深处检测到非生物氮还原的地球化学证据。该过程指矿物质作为催化剂，将氮气（N₂）转化为化学可利用的铵（NH₄⁺），为原始生命提供必需的营养物质和分子构建块。

研究机制与科学意义

研究团队通过黄铁矿的氮同位素组成和微量元素分析，证实热液活动驱动的矿物催化作用能够在现代海底热液系统中实现非生物氮还原。这一过程不仅为“RNA世界”或“代谢在先”等生命起源模型提供了必需的氮源，还为早期地球有机化合物的非生物合成创造了条件。此前，非生物氮还原仅在实验室受控环境下实现，天然环境中的直接证据极为稀缺。

破解“微弱年轻太阳悖论”

该发现还为解决“微弱年轻太阳悖论”提供了新思路。该悖论指早期太阳能量较低，理论上地表温度应远低于0°C，但地质记录显示液态水早在44亿年前就已存在。研究指出，海底热液喷口产生的二氧化碳、甲烷和氨等温室气体可能有效提升地球表面温度，为液态水和生命化学反应提供环境。南海岩芯的证据表明，非生物氮还原过程在全球范围内可能普遍存在，极大丰富了生命起源的地球化学视角。

参考文献

Sun, L., Li, L. et al. (2025). Abiotic N2 reduction in submarine hydrothermal systems could quickly fertilize prebiotic oceans. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-025-65711-1