稀有氮分子为其他生命支撑行星的构成提供线索

一个使用最先进的加州大学洛杉矶分校仪器的科学家小组报告发现了行星规模的“拔河”生命，深层地球和在大气氮气中表达的高层大气。

地球的大气层与我们太阳系中大多数其他岩石行星和卫星的大气层不同，因为它富含氮气或N2;地球的大气是78%的氮气。泰坦是土星60多颗卫星中最大的卫星，它是我们太阳系中的另一个具有富氮气氛的物体，类似于我们的。

与生命的其他关键要素 - 如氧气，氢气和碳 - 相比，分子氮非常稳定。两个氮原子结合形成N2分子，在大气中停留数百万年。

大多数氮的原子质量为14.不到1%的氮具有额外的中子。虽然这种重同位素氮-15很少见，但含有两个氮-15的N2分子 - 化学家称之为15N15N-是所有N2分子中最稀有的。

科学家团队测量了15N15N在空气中的含量，并发现这种罕见的氮气形式比科学家预期的要丰富得多。与地球表面附近发生的地球化学过程相比，地球大气层的含量大约高出2%15N15N。

加州大学洛杉矶分校地球化学和宇宙化学教授，资深作者爱德华·杨说：“这种过剩事先不知道，因为没有人可以测量它。”“我们独一无二的全景质谱仪让我们第一次看到这一点。我们进行的实验表明，这种过量15N15N的唯一途径是高层大气中的罕见反应。百分之二是一个巨大的过剩。“

Young说15N15N在地球大气层中的富集是我们这个星球独有的标志。“但它也让我们知道其他行星的特征是什么样的，特别是如果它们能够像我们所知的那样支持生命。”

该研究发表在Science Advances杂志上。

莱斯大学地球，环境和行星科学助理教授劳伦斯杨说：“我们最初并不相信这些测量结果，花了大约一年的时间才说服它们是准确的。”

这项研究始于四年前，当时杨在杨氏实验室担任加州大学洛杉矶分校的博士后学者，了解了杨氏实验室正在安装的第一台质谱仪。

“当时，没有人能够可靠地量化15N15N，”Yeung在2015年加入Rice的教员说。“它的原子质量为30，与一氧化氮相同。来自一氧化氮​​的信号通常会压倒质谱仪中15N15N的信号。“

一氧化氮和15N15N之间的质量差异约为中子质量的千分之二。当Yeung得知杨氏实验室的新机器能够辨别出这种微小的差异时，他向国家科学基金会申请拨款，以确切了解15N15N在地球大气层中的含量。

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