早期缓和地球大气中的自掩蔽增强有机物合成

地球预计将通过吸积包含金属 Fe 和/或对周围星云气体的重力捕获，获得富含 H2 和 CH4 的缓和原始大气。这样一种早期、湿润、缓和的大气若覆盖原始海洋，则最终将通过光化学过程演化为氧化化学组成，这些过程涉及与 H2O 派生的氧化自由基的反应以及氢对空间的选择性逃逸。在此期间，大气中的 CH4 可能被光化学改造，以生成不仅是 C 载体氧化物，也生成有机物。然而，尽管其对早期地球无机化学演化具有重要意义，但有机物形成与氧化之间的分支比率仍未为人所知。本文通过数值分析表明，气相烃类如 C2H2 和 C3H4 的紫外吸收显著抑制 H2O 光解后随后的 CH4 氧化，在湿润富含 H2 和 CH4 的原始大气光化学演化中发挥作用。结果表明，约有一半初始 CH4 转化为更重的有机物，同时沉积包括 HCN 和 H2CO 在内的前生物学必需分子于原始海洋表面持续数十万年至百万年不等的地质时间尺度。我们的结果表明，原始海洋中有机物及前生物学重要分子的积累可能产生富含多种有机物的“汤”，这或最终导致生命体的出现。