Processes on the Early Earth pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Geological Society of Amer

作者:Reimold, Wolf Uwe (EDT)/ Gibson, Roger L. (EDT)

出品人:

页数:407

译者:

出版时间:

价格:309.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780813724058

丛书系列:

图书标签:

• Early Earth
• Geochemistry
• Prebiotic Chemistry
• Planetary Science
• Geobiology
• Origin of Life
• Earth's History
• Hydrothermal Systems
• Archean Eon
• Early Atmosphere

远古地球的熔岩与生命的微光：一部聚焦早期生命化学演化的专著 书名： 《炽热的摇篮：早期地球化学环境与生命起源的分子轨迹》 作者： 艾米莉亚·维克托（Dr. Amylia Victor） 出版信息： 牛津大学地球化学前沿出版社，2024年秋季版 --- 深度解析：从地质构造到生物分子的构建 《炽热的摇篮》并非一部关于行星形成或岩石圈演化的通论，而是将目光坚定地锚定在地球形成初期（冥古宙至早太古宙，约45亿至38亿年前）一个至关重要但鲜为人知的领域：非生物化学过程如何为随后生命的出现奠定了分子基础。本书摒弃了对微生物化石的直接探索，转而深入探究了驱动化学进化的物理和化学驱动力。 本书的核心论点在于，生命的出现并非一个单一的、瞬间的事件，而是一系列复杂、多阶段的化学反应序列，这些反应的速率和产物分布，完全受控于当时极端且动态的地球表面环境。 第一部分：极端环境下的能量梯度与物质循环（第1章至第4章） 本部分首先为读者构建了一个栩栩如生的、与现代地球截然不同的早期地球模型。作者挑战了传统上对“早期还原性大气”的简单描绘，转而强调了大气层和地幔之间不断进行的物质交换。 第一章：早期地球的能量预算与物质来源。 详细分析了撞击加热、放射性衰变、潮汐摩擦以及早期火山活动所提供的热能、辐射能和化学势能。重点探讨了地幔脱气过程中的气体组分变化，特别是硫化物、氯化物和氮化物在原始海洋中的溶解与循环机制。 第二章：深海热液喷口与岩石圈界面的化学反应室。 本章是本书的基石之一。维克托博士详尽阐述了富含金属离子和气体（如H₂S、CH₄、NH₃）的热液流体如何与周围的变质岩（特别是富铁、富镁的绿片岩相岩石）发生反应。通过对矿物表面催化活性的计算模型，揭示了蛇纹岩化过程（Serpentinization）如何成为原始生命所需能量（尤其是氢气和甲烷）的主要非光合作用来源。此处特别引入了“氢气梯度模型”，阐述了其对早期碳固定反应的潜在驱动作用。 第三章：原始海洋的酸碱度与盐度动态。 探讨了不同地质事件（如大规模岩浆活动、早期板块俯冲的萌芽）对原始海洋pH值和离子强度的剧烈影响。重点讨论了在不同pH值下，氰化物、甲醛等简单有机小分子在水溶液中的聚合与解聚平衡，指出pH值的微小波动即可显著改变潜在的生命前驱体合成路径。 第四章：陨石撞击与地外物质的贡献再评估。 尽管本书主要关注地球内部过程，但第四章对陨石（特别是碳质球粒陨石）带来的复杂有机分子进行了细致的化学分析。维克托博士提出，这些外来物质不仅提供了氨基酸等结构单元，更重要的是，它们带来了特定的催化性矿物表面，可能充当了地球内部反应的“接种剂”。 第二部分：从简单分子到生命基元的聚合路径（第5章至第8章） 本书的后半部分专注于化学自组装过程，即如何从简单的无机分子和少量有机分子（如米勒-尤里实验的产物）出发，构建出更复杂的、具有信息存储潜力的生物大分子前体。 第五章：碳的非生物固定：从CO₂到乙酸。 详细考察了早期地球上三种主要的非生物碳固定途径：电化学还原、岩石表面催化还原，以及极端热力学驱动下的聚合反应。重点分析了费歇尔-特罗普施合成（Fischer-Tropsch-like synthesis）在早期地球的铁硫矿物催化下，生成简单脂肪酸和醇类的可行性。 第六章：核酸基元的构建与稳定性的挑战。 这一章极具挑战性，因为它处理的是生命构建块中最脆弱的部分。作者通过详尽的动力学模拟，探讨了核糖、腺嘌呤、胞嘧啶等分子在早期地球环境（尤其是在干燥-潮湿循环下）的合成效率。关键在于揭示了磷酸盐的活化问题——如何在缺乏酶催化的条件下，有效地将磷酸基团连接到糖分子上形成可聚合的单体。 第七章：肽键的形成与蛋白质雏形。 维克托博士将注意力转向氨基酸。她提出了一个基于硫酯中间体和矿物表面脱水缩合的机制，用以解释在缺乏现代细胞膜和ATP驱动力的情况下，肽键如何形成。本章通过对特定粘土矿物和热液矿物的表面电荷分布分析，展示了它们如何作为“分子支架”促进特定氨基酸序列的定向排列。 第八章：膜结构的原型——脂质体与界面的物理化学。 生命的定义离不开边界。本章探讨了早期地球上合成的简单脂肪酸和醇类分子，如何在水相中自发形成双层结构（即原始的原细胞膜）。这不仅是关于相分离，更是关于化学选择性——这些原始膜如何选择性地截留和富集特定的小分子，从而使内部的化学反应速率高于外部环境。 结论：化学演化的收敛性与“非生物化学成熟” 《炽热的摇篮》的结论总结道，早期地球的环境压力导致了化学反应的“收敛性”——不同的初始路径最终汇聚到少数几种具有高化学势能的稳定产物上，这些产物恰好是后来生命分子所必需的。本书旨在提供一个严谨的、基于物理化学原理的框架，解释在第一个细胞出现之前，地球化学系统是如何“自我优化”以支持生命起源的。本书对于地质化学家、行星科学家以及所有对生命起源核心问题感兴趣的读者，提供了无可替代的深度洞察。 --- 关键词： 早期地球化学；热液化学；蛇纹岩化；非生物合成；分子前体；化学演化；早期海洋化学。

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