硫磺和地球上第一生命的出现

时间：2021-09-01 11:52:11 来源：

硫磺化学对Archean Eon的早期厌氧生活至关重要，超过25亿年前。

覆盖含硫同位素的分子的粘合和振动模式有助于在大气在大气变为大约25亿年前的含氧之前在地球氛围中发生的化学反应阐明。

Archean是一个地质EON，持续了40亿年到25亿年前。它看到了地球上第一生命的出现，但这些微生物是厌氧，这意味着它们没有呼吸氧气。事实上，在此期间，地球的大气层没有含有任何分子氧。相反，大气层富含碳，特别是硫磺。

硫磺的气氛中的硫在火山运动中发出，通过一种称为大众独立分级的过程，硫的各种同位素（含有相同数量的质子数但不同数量的中子）以不相关的方式富集他们的群众。证据表明这发生的情况是在追溯到Archean的表面沉积物中发现，这是这些硫同位素，作为分子的一部分，例如硫化氢（H 2 S）和二氧化硫（SO 2），其微生物代谢，释放过程中的氧气和释放氧气开始氧气的气氛的过程 - 作为伟大的氧合事件称为较大的发展。

因为硫在富氧的环境中迅速氧化，然后通过沉淀和径向从大气中除去大气，早期的前辈的硫化学逐渐淘汰并失去了时间。然而，通过了解大众独立分级过程，应该有可能了解有关预氧化地球的气氛以及地球上第一生命的条件的更多信息。

Exproalophiles，例如在黄石国家公园的温泉中为微生物垫片提供微生物垫片的蒸发颜色，是英国天然气学家中的热门学习的热门话题。

硫的大众独立分馏背后的过程仍然不确定，但两个最流行的假设通过来自太阳的紫外线或元素硫之间的反应来光解（分子分子分子）。“然而，仍然仍然识别实际现象，反应或机制，”威斯康星州密尔沃基的马尔奎特大学的物理化学和分子物理学教授Dmitri Babikov说。

硫磺的分子键

BABIKOV和他的马拉奎特同事伊戈尔加日和亚历山大TEPLUKHIN一起发表了一篇新的论文，在杂志的分子物理学中探讨了硫-4（S4）分子的一些分子键，以及这些债券如何影响振动模式分子又可能影响质量独立的分馏过程。

它们鉴定了一秒钟，以前未知的粘合，其连接在一起S2分子（含有两个硫原子）以形成S4。“该第二键将分子紧密保持在[梯形]的布置中，并且不允许在S4内轻松旋转两个S2分子，”Babikov说。反过来，这种硫原子的布置然后确定它们如何随着S4分子振动而移动。

S4分子的振动状态或频率由分子的“势能表面”的形状决定，其描述了S4分子的梯形布置中同位素的能量，以及化学反应如何改变潜在的能量这个系统。不仅做了振动模式的数量，涉及S2分子之间的键的拉伸和压缩，具有对反应速率的轴承，但它们也可能对给定的同位素敏感，这可能有助于确定批量独立的化学反应分馏。“但此时这仍然是一个假设，”Babikov说。

更好地了解大规模独立分级在氧气化学中的硫化物化学的作用不仅使我们在氧气之前的地球上的图像，而且还告诉我们潜在的生物是外产上的类似环境可能会产生类似的环境。

“[硫同位素]可能是作为在地球上产生生活的环境的签名，”Babikov说。然而，他说，我们目前的伸缩技术水平意味着在所需的细节水平上确定外延大气的同位素组成是非常困难的。

参考：“四维势能巨大潜在能量表面的振动模式的计算分析”由Igor Gayday，Alexander Teplukhin和Dmitri Babikov，2019年2月12日，分子物理学.DOI：
10.1080/00268976.2019.1574038

该研究，“使用尺寸减少潜在能量表面的四硫振动模式的计算分析”在分子物理学中公布。通过Exobiology计划部分由NASA Astrobiology提供支持。

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