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金星发现生命迹象?地球大气没有的1种物质 为何是生命的标志?

时间:2021-05-15 13:23:50

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金星发现生命迹象?地球大气没有的1种物质 为何是生命的标志?

#科学了不起#

国际顶级学术期刊《自然天文学》于9月14日发表了一篇研究论文,题为《金星云层中的磷化氢气体》,重新引燃了人们对金星生命的无限遐想。

寻找地外生命是一个既神秘又经久不衰的课题,人们用最先进的科学技术,竭尽所能探索宇宙,只求为“我们孤独吗”这个终极问题找一个圆满的答案。

论文中提到的磷化氢是什么?为什么发现它等同于发现生命活动?

地球上有这么多生命,然而其实空气中并没有磷化氢。水的分子式是H2O,磷化氢的分子式是PH3,从分子式可以看出,磷化氢的化学结构像水一样简单。水分子中的氢是正一价,而磷化氢中的氢是负一价,所以磷化氢跟水不同,它不能稳定存在,很容易被氧气氧化。由于地球空气中富含氧气,所以自然界很难见到磷化氢,即使产生了一星半点儿也会很快消失得无影无踪。金星大气的成分跟地球大不相同,主要含有二氧化碳、氮气、硫酸,只含有极其微量的氧气。磷化氢在金星的无氧大气中可以稳定存在一段时间。

在地球的自然界中,一旦发现磷化氢,就等于找到了生命活动。磷化氢是一种有毒的、有腐败鱼类尸体气味的气体,它总是出现在地球上一些不太体面的地方,比如,很多动物(例如哺乳动物、鸟类和昆虫)粪便中可以找到磷化氢,另外,有些厌氧细菌生活在海底温泉口的无氧、含磷的环境中,它们也会产生磷化氢。

但是在金星上,磷化氢是如何产生的,存在很多可能性,并不一定意味着生命活动。《金星云层中的磷化氢气体》这篇论文中就阐述了许多种产生磷化氢的机制,比如闪电、太阳光照,或者流星雨大爆发等等。在金星中发现磷化氢,并不能确切地证明金星上有生命活动,更大的可能性是发生了一些我们还不了解的化学过程。

如果磷化氢不是生命的信号,什么才是呢?

如果在某个星球上能找到氧气、水、碳组成的有机物,都是很好的生命线索。比如,卡西尼号探测器曾在土卫二喷射的热泉中找到了大量的有机物分子。

我们曾在火星上找到水,现在各国竞相把最先进的探测器发往火星。这次金星上找到磷化氢,或许会引发新的一轮“金星热”。要想知道金星上到底有没有生命,必须在找到磷化氢的位置仔细搜索,寻找更直接的证据。

金星上真的可能存在生命吗?

金星一直被称为“地狱行星”,它的地表温度超过400摄氏度,可以融化金属铅,气压达到地球的40倍,所以地表确实不太可能存在生命。然而这次发现磷化氢的区域位于金星的大气层中,距离金星地表40到60千米,这里的条件相对比较温和,温度约为0-50摄氏度,气压跟地球相近,所以确实有条件生活一些厌氧微生物。

更何况,我们常说金星上条件很“极端”,其实地球上有很多“极端”的环境中也有生命,比如马里亚纳海沟,那里生活着许多没有眼睛、无需阳光的生物。再比如地衣,它可以活一万年,可以耐受很低的温度、很少的氧气,甚至外太空的环境。

结语

一方面,我们对生命的形式、生命的丰富多样性还没有完整的认识;另一方面,我们还没有“活捉”外星微生物,所以单凭磷化氢不能判断金星上有或没有生命。

这次发现磷化氢的区域条件比较温和,或许会成为未来探索金星生命的热点。

参考资料:Phosphine gas in the cloud decks of Venus, Nature Astronomy .

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