“从科学的角度来看，没有人知道生命是如何从没有生命的早期地球形成的，”2025 年 5 月从罗格斯大学环境与生物科学学院获得海洋生物学和渔业管理学士学位的 Shea Cinquemani 说，“事物是如何从无到有的？”

Cinquemani 领导在《海洋科学与工程杂志》上发表了一篇科学评论，探讨了生命最初可能出现的地方。这项研究的重点是热液喷口，其中加热的富含矿物质的水穿过岩石进入周围的水中，为复杂的反应创造合适的能量和化学物质。

她的分析强调，流星撞击形成的热液系统是生命起源的一个被忽视但可能重要的环境。这些环境可能在早期地球上广泛存在，使其成为生命最初出现的有力候选者。

从课堂项目到科学出版

这项研究是与罗格斯大学海洋学家理查德·卢茨 (Richard Lutz) 共同撰写的，它之所以引人注目，是因为辛克马尼开始这项工作时是作为本科生作业，后来成为同行评审的出版物。

“这太神奇了，”卢茨说。 “本科生经常成为论文的一部分——教师总是选择本科生来从事论文和项目。但对于本科生来说，成为主要作者是一件大事。”

该项目始于 Cinquemani 大四时的一门名为“热液喷口”的课程，由海洋和沿海科学系杰出教授 Lutz 教授。她最初的任务是探索火星上的热液喷口是否可以支持生命。

“我当时想，‘我对这个话题一无所知，’”她说。 “想到另一个星球上的生物起源就像，哇。不知道我将如何做到这一点。”她说，这项工作使她超越了生物学领域，进入了化学、物理学和地质学领域。

毕业后，她将任务扩展为对深海喷口和撞击产生的系统进行比较的全面审查。该论文经过了广泛的同行评审过程。

“我从未见过如此严格的审查过程，”卢茨说。 “有 15 页的评论和五轮不同的审稿。她有耐心和毅力，论文结果非常出色。”

热液喷口是生命的摇篮

长期以来，科学家们一直认为深海热液喷口可能是生命起源的地方。这些系统于 20 世纪 70 年代末被发现，在完全黑暗的环境中支持整个生态系统。

这些环境中的生物体不依赖阳光，而是利用硫化氢等化合物的化学能。这个过程被称为化学合成，使生命无需光合作用就能繁衍生息。

一些喷口由地球深处火山活动的热量提供动力，而另一些则通过水和岩石之间的化学反应形成，无需岩浆即可产生热量。在这两种情况下，它们都会在寒冷贫瘠的深海中创造出温暖、营养丰富的区域。

陨石坑是隐藏的化工厂

Cinquemani 的工作引起了人们对流星撞击形成的一种研究较少的热液系统的关注。

当一颗大型流星与地球相撞时，会产生强烈的热量，融化周围的岩石。当火山口冷却并充满水时，它会发展成一个类似于深海喷口的炎热、富含矿物质的系统。

“这里有一个湖泊，周围环绕着一个非常非常温暖的中心，”辛克马尼说。 “现在你得到了一个热液喷口系统，就像在深海中一样，但由撞击产生的热量形成。”

为了了解这些环境如何支持生命，她研究了地球历史不同时期的三个著名撞击地点。墨西哥尤卡坦半岛下方的希克苏鲁伯陨石坑形成于大约 6500 万年前，后来形成了一个持久的热液系统。加拿大北极地区的霍顿陨石坑形成于大约 3100 万年前。印度的洛纳尔湖 (Lonar Lake) 形成于大约 5 万年前，至今仍然含有水，可以让我们深入了解此类系统的演化过程。

这些撞击驱动的系统可以持续数千到数万年，为简单分子组合成更复杂的结构提供足够的时间，最终可能产生生命。

对地球早期状况的新视角

早期地球经历了频繁的小行星撞击，使得这些环境可能很常见。虽然影响通常与破坏有关，但它们也可能创造了适合生命存在的条件。

这一观点建立在数十年对深海喷口的研究基础上，同时扩大了生命可能起源的地点范围。

卢茨是在深海喷口首次被发现时进行探索的早期研究人员之一。作为一名年轻的博士后科学家，他参加了开拓性的探险活动，乘坐阿尔文号潜水器潜入海面以下一英里多的地方，在完全黑暗的环境中观察到了蓬勃发展的生态系统。

这些发现帮助证实生命可以在没有阳光的情况下存在，从而重塑了对极端环境的科学认识。

卢茨说：“我们多年来一直在讨论生命可能起源于深海热液喷口的可能性。”

Cinquemani 的研究将这些既定想法与新证据结合在一起，表明撞击产生的系统也可能发挥了作用，并且在某些情况下，可能为早期化学反应提供特别有利的条件。

对地球以外生命的影响

这些发现也可能影响在太阳系其他地方寻找生命。据信，木星的木卫二和土星的土卫二等冰冷卫星的海底存在热液活动。类似的系统可能在早期火星的撞击坑中形成。

如果地球上的这些环境能够支持生命所需的化学物质，它们就可以引导科学家前往有希望的地方，以超越我们的星球。

对于 Cinquemani 来说，这项研究反映了人类更深入地了解我们的起源的动力。

“人类是一种非常好奇的生物，”辛克马尼说，她是新泽西州开普梅市罗格斯大学新泽西水产养殖创新中心的一名技术员，她在那里支持水产养殖研究，同时准备进行海洋科学研究的高级研究。 “我们质疑一切。我们可能永远不知道事情是如何开始的，但我们可以尽力了解事情可能是如何发生的。”