科学家对高碳酸盐湖的分析或能解释生命起源的“磷酸盐问题”

导读：几十年来，科学家在试图了解地球生命起源时一直在思考所谓的“磷酸盐问题”。

几十年来，科学家在试图了解地球生命起源时一直在思考所谓的“磷酸盐问题”。这个问题围绕着这样一个事实，即磷是生命中六种主要化学成分之一，但其稀缺性提出了一个问题，即早期地球是如何提供了这一基本元素的。现在一项新的研究提供了可能的解释。

华盛顿大学研究人员进行的这项研究分析了富含碳酸盐的湖泊，这些湖泊是在干燥的环境中形成的，当水从周围的景观排入洼地时形成。由于这些浅湖的高蒸发率，这些水变成了高度咸和碱性的溶液，因此被称为“碱湖”或“苏打湖”。

研究人员检查了在所有七大洲都发现的现有富含碳酸盐的湖泊中的磷含量。尽管磷的浓度受采样时间和地点的影响，但研究小组发现，在此类湖泊中发现的磷含量可能是海水、河流和其他类型湖泊中发现的磷含量的50000倍。这使研究人员相信，有一个常见的自然机制负责这些湖泊中磷的积累。

团队着眼于湖泊中碳酸盐含量的解释。在大多数湖泊中，比磷丰富得多的钙与之结合，形成固体磷酸钙物质，使生命无法获取。但是，在富含碳酸盐的湖泊中，碳酸盐优先与钙结合，而留下的磷酸盐却没有“舞伴”。研究人员进行了实验室测试，结合了不同浓度的成分，发现钙的确与碳酸盐结合，而水中的磷酸盐可自由获取。

研究人员表示，在与湖主体分开的水池中，或者在湖水蒸发的干旱季节，磷酸盐含量可能会大幅上升，最高可达海水中含量的百万倍。研究合著者、华盛顿大学地球与空间科学教授David Catling表示：“这些湖泊和池塘中极高的磷酸盐含量会推动反应，使磷进入RNA、蛋白质和脂肪的分子结构单元，所有这些都是生命的必需品。”

在理论上增加的额外事实是，当地球生命的基本组成部分发展时，早期地球具有富含二氧化碳的大气层。这将为创建富含磷和碳酸盐的湖泊提供了极好的条件。另外，来自大气的二氧化碳溶解在水中会产生酸性条件，促使磷从岩石中释放出来。

华盛顿大学地球与太空科学研究副教授Jonathan Toner表示：“早期地球是一个火山活跃的地方，因此，您将有很多新鲜的火山岩与二氧化碳发生反应，并向湖泊供应碳酸盐和磷。早期地球可能拥有许多富含碳酸盐的湖泊，这些湖泊中的磷浓度足够高，可以开始形成生命。”

该研究发表在《PNAS》杂志上。