大约40亿年前，地球就像是科幻大片里的场景。彼时，地球表面一片贫瘠，它刚刚从地狱般的小行星撞击中恢复过来，火山喷发随处可见，也缺乏足够的养分来维持最简单的生命形式。早期地球遭受小行星轰击的艺术家概念图。长期以来，科学家一直在寻找让地球变得足以形成并维持生命的关键因素。早在1952年，著名的米勒-尤里实验就提出了一种可能：闪电可以启动化学反应，最终带来有机物质。
但是，一个充满惰性化学物质的行星，究竟是如何变成一个充满生命的星球，这个故事其实要比米勒和尤里认为的复杂得多。现在，一项新研究锁定了闪电究竟如何能成为重要一环，将早期地球的大气变成了化学活动的温床。这项发表于《美国国家科学院院刊》的研究发现，闪电诱发的等离子体电化学，是早期生命出现和生存所必需的活性的碳和氮化合物的潜在来源。
生命起源中的一个关键问题在于，像核酸、蛋白质和代谢物的基本组成元素是如何自发产生的。比如，氮是基本元素之一，但并不是任何形式的氮都能满足需要。那时的大气主要由氮气和二氧化碳等惰性气体组成，大多氮原子都被紧密地锁成一对，通过非常强的化学键结合在一起。这也意味着，两个原子都没法用作化学反应，并不容易形成复杂有机分子。因此，需要一点“刺激”才行。
研究人员设计了一种等离子体电化学装置，模拟早期地球的环境，研究闪电可能对地球化学产生的作用。装置能在气相和液相间产生高能的火花，就好像数十亿年前常见的那种云地闪电。模拟的闪电可以将二氧化碳和氮气等稳定的气体转化成高反应性的化合物。闪电打破了那些稳定的键，将耦合的原子分成自由原子。他们发现，二氧化碳可以还原成一氧化碳和甲酸，而氮可以转化成硝酸盐、亚硝酸盐和铵离子。
这些反应最有效地发生在气相、液相和固相间的界面处。闪电自然会将这些产物集中在这些区域。这说明，闪电可能在局部产生了高浓度的重要分子，为最初生命形式的发展和繁荣提供了多种原材料。实验同样认为，与只有一种机制产生化学反应性分子和一种关键中间产物的假说不同，可能有不止一种反应性分子为生命之路做出了贡献。
在科学家眼中，生命起源的大问题并不是一个单一的问题，而更像一张拼图，需要许许多多来自不同学科的碎片才能拼接出来。一些生命化学成分形成于深海喷口周围，在那里水和岩石相遇，巨大的热量可以为化学反应提供能量。还有一些成分可以在喷发的火山中找到，或者发生在紫外线照射到水中的时候出现。一些天体生物学家认为，彗星和流星也可能为早期地球提供了一些生命成分。
近年来有研究发现，星际尘埃颗粒上漂浮着氨基酸和一些构成细胞膜的分子，还有其他生命化学的关键部分。那么，生命究竟是落在我们星球上的，还是从这颗行星自身的“大锅”中产生的？越来越多的证据带来的答案是，也许两者皆有。科学家认为，也不是一次闪电就能催生生命。生命诞生需要漫长的过程，还有许多事件和因素的叠加。问题的答案不仅有助于解释我们自身的起源，也可能帮助我们弄清我们在宇宙中究竟孤不孤独。
天文学家已经在木星和土星上观测到了闪电。等离子体和等离子体引发的化学反应同样可能存在于太阳系之外。