生命的起源

  几百年以来，科学家们一直在研究生命起源之谜，创造了各种假说，如火山起源说、火星起源说、生命孢子说、宇宙飞船播种说等。这些假说都撇开了一个最重要的生命基础：水！如果地球上没有水，这些假说都无法成立。很显然，地球水的起源和生命的起源息息相关，两种起源应该有某种关联。

一、生命的基础

生命的最基本单位是细胞，单个细胞也具有生命活动，而较高层次的生命都是由细胞组成的。所以，要研究生命，首先要从细胞开始。组成细胞的物质有：水占85%~90%、蛋白质占7%~10%、脂质占1%~2%、糖类和核酸占1%~1.5%、无机盐占1%~1.5%。很显然，占细胞鲜重含量最高的物质是水，其次是蛋白质，而组成细胞架构的物质则是蛋白质。蛋白质和水这两种物质中缺少任何一个，都不可能形成生命。所以，要研究生命的起源，必须同时研究水的起源和蛋白质的起源，两者缺一不可。

地球水的起源之谜已经被解开，详情请看“地球水的起源”。现在只需要解决蛋白质的起源问题。蛋白质主要由C、H、O、N这四种原子以共价键的形式组合而成，由于它们是组成生命的基础，所以就称它们为生命元素。它们是如何组装成蛋白质的？弄清楚其中的变化过程，生命起源之谜也就被解开了。

二、普遍存在生命元素的场所

在自然界中，C、H、O、N这四种元素的单原子结构不稳定，无法单独存在，必须以共价键的形式结合成分子才能稳定，如它们可以组成二氧化碳、氢气、氧气、氮气等稳定结构。由于这些气体很稳定，所以我们很难把它们拆开来组装成蛋白质。如果上述四种元素的原子能够单独存在，用它们来组装蛋白质就容易得多了。水起源于地幔，蛋白质是否也起源于地幔？现在就让我们来看看，C、H、O、N这四种元素的原子在地幔中是否能单独存在。我们可以从“金刚石的起源”中寻找答案。

金刚石由纯净的碳原子组成，它的成矿母岩是一种形状特殊的矿物成分，称之为金伯利岩。金伯利岩浆是自然界起源最深的岩浆，它来自200公里深的地幔，保存了大量的深部地质信息。科学研究结果表明，金刚石由大量的自由碳原子聚合而成。地幔的厚度为2900公里，在如此浩瀚的地幔中要产生多少自由碳原子，才有可能把它们挤压成金刚石？这个数量必定非常庞大！而以金刚石的形式上升到地面的自由碳原子数量只是地幔中自由碳原子数量的极少部分，换言之，即使自由碳原子在地幔中拥有庞大的数量，它们上升到地面的机率还不如买彩票中头奖的机率大。这表明地幔中存在庞大的自由碳原子。

在中国含矿金伯利岩的人工重砂中发现了多种自然元素，它们是：C、Si、Fe、Cu、Sn、Au、Ag以及元素的互化物：碳硅石、硅铁。据此可以推断出，在地幔中必定大量存上述元素的自由原子。如此庞大的自由原子在地幔中是如何产生的？

三、合成生命物质的场所

C、H、O、N这四个原子在自然界中无法单独存在，但在地幔深处，压力和温度都很高，在那里这些原子可以处于稳定状态，可以单独存在。例如，根据上面的分析结果，在深度大于200公里的地幔中，就存在如下大量的自由原子：C、Si、Fe、Cu、Sn、Au、Ag。既然这些原子能够单独存在，那么，H、O、N这三个原子也能够单独存在。在自然界中有大量的氢气、氮气、二氧化碳等气体，它们很稳定，很难组装成蛋白质。在地幔深处有大量C、H、O、N等自由原子，它们组装成生命物质就显得十分容易。例如，2个H原子和1个O原子在地幔深处相遇，很容易通过共价键的方式结合成水。这种结合方式算是最简单的，成千上万的自由碳原子结合在一起形成金刚石或石墨就更复杂了！要组装复杂的蛋白质，在自然界中本来是一件难以办到的事，但换了一个环境——在地幔中就变得十分容易。那么，这些自由原子是如何形成的？

理论认为，地球内部的温度和压力会随深度而增加，地核的压力超过300万个大气压，温度超过4000℃。

根据上述理论，可以进行如下推理：

在高温高压的地核内，所有物质的化学键都会断裂，所有物质都会变成自由原子。地核存在吸热和放热的过程，详情请参看“地震能量的起源”，其网址为：http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=35073。当地核放热时，它就会推动地核内的自由原子向上运动进入地幔。当地核吸热时，地幔中的物质就会进入地核，它们的化学键就会全部断裂而转变成自由原子。上述过程是反复进行的。经过无数次循环之后，质量较大的自由原子逐渐下沉至地心，质量较小的自由原子则向上运动。在向上运动过程中，压力和温度都在逐渐下降。在地核内，化学键必须断裂，只存在自由原子；在地幔的顶部，化学键难以断裂，物质以分子的形式存在。从外地核至地幔顶部约2900公里的范围内，必然存在一个特殊的区域。在这个区域内，C、H、O、N等自由原子很容易以共价键的形式结合成分子。在这种情况下，这些自由原子就很容易以共价键的方式组装成水、二氧化碳、氮气、氨基酸、蛋白质等物质。很显然，这些物质不稳定，它们也会分解。但水和二氧化碳这两种物质的共价键很难断裂，所以，在地幔中首先组装成功的就是水和二氧化碳，而且它们的数量很大，特别是水。于是，组装成功的氨基酸、蛋白质等生命物质多数和水混在一起。在通常情况下，分子量比较大的有机物会分解成分子量比较小的有机物，但也有特殊情况。例如，当有一股较大的能量从下往上推动水时，由于水的粘性比岩浆小很多，所以它会被快速推上至地幔顶部，混在水中的氨基酸、蛋白质等生命物质也会被带到地幔顶部。这种成功的机率虽然很小，但在几亿年的时间里，就会存在大量的成功机会。于是，氨基酸、蛋白质等生命物质上升到地幔顶部的事实就再也无法改变。那时，这些复杂的生命物质的共价键就无法断裂，它们变得十分稳定。经过几亿年之后，在地幔上层便积累了大量的水、二氧化碳、氮气、氨基酸、蛋白质等物质。它们静静地潜伏在地壳的底部，等待奇迹的发生，等待地壳爆炸的到来！

所以，生命物质是在地核和地幔中制造出来的。生命物质的零部件——自由原子是在地核中制造出来的，用这些零部件组装成生命物质则由地幔来完成。所以，地核和地幔是合成生命物质的场所！