前生物地球自然水体中的紫外透射

紫外（UV）光在生命起源的表层理论中起着关键作用，大量研究聚焦于约束早期地球大气对紫外辐射的透射。然而，据推测发生生命起源化学（前生物化学）的自然水体的紫外透射却很少被约束。在本工作中，我们结合潜在的水相前生物紫外吸收物的实验室与文献吸收光谱，以及文献对其在早期地球浓度的估计，来约束海洋与陆地自然水体中的前生物紫外环境，并考虑其对前生物化学的意义。我们发现前生物淡水在紫外区大体透明，这与某些前生物化学模型的假设相反。某些水体，例如高盐度水体如碳酸盐湖，可能缺乏短波（≤220 nm）紫外通量。更显著的是，亚铁水体可被强烈紫外屏蔽，特别是若 Fe$^{2+}$ 形成如 Fe(CN)$_6^{4-}$ 般强紫外吸收物种时。此类水体可能是厌紫外生命起源情景的引人注目场所，但不利于某些依赖紫外的前生物化学。紫外光即使被衰减，也可通过吸收物的光化学转化（例如卤化物辐照产生 $e^{-}_{aq}$）触发光化学，这可能对前生物合成兼具建设性与破坏性效应。涉及含此类吸收物水体的前生物化学必须自洽地解释这些转化的化学效应。早期地球自然水体中 Fe$^{2+}$ 的物种分布与丰度是主要不确定性，应优先进一步研究，因其在前生物自然水体的紫外透射中起主要作用。