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寻找地外生命不应只关注液态水 其它元素也值得关注

发布者: ddfg | 发布时间: 2018-7-3 10:22| 查看数: 181| 评论数: 0|帖子模式

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  北京时间7月3日消息,据国外媒体报道,在寻找外星生命时,科学家主要以有水的星球为重点。但有研究人员指出,寻找硫、钼等“生物必需”元素也有助于判断某颗星球宜居的可能性。
  地球上几乎有水的地方就有生命,从高高的云层到地下深处都不例外。因此,对地外生命的搜索基本都以“宜居”的星球为重点,即表面温度能够维持液态水的存在。
  例如,虽然金星表面温度足以融化金属,但2016年的一项研究指出,金星在7.15亿年前或许也曾是一颗宜居星球。科学家甚至猜测,如果金星上曾出现过生命,也许如今的金星云层中依然有它们的踪影。
  然而,“生命当然还有其它必需原料。”该研究的高级作者、哈佛大学天文学主席阿维·勒伊布(Avi Loeb)指出。例如,氮和硫便是地球生命所需的关键元素。氮是合成蛋白质的必备元素,且氮和硫均为DNA和RNA的关键成分。研究人员指出,有几项近期研究显示,约6.35亿至8亿年前海洋中硫元素的增加也许还对地球上生物的演化助长了一臂之力。
  为研究这些生物必需元素在外星生命演变中可能扮演的角色,研究人员以冰面下存在液态海洋的星球为考察重点,如木卫二和土卫二等,并对这些元素在海洋中的含量展开了分析。“人们怀疑木卫二和土卫二冰层下方的液态水中也许有生命存在,NASA和欧空局都在着手筹备考察计划,如‘木卫二快艇1号’任务等。”勒伊布指出。
  地球海洋中硫元素的主要来源之一是弱酸性雨水对所谓长英质岩石的腐蚀作用。接着,这些硫元素再通过地热活动离开海洋。而此前的研究显示,土卫二和木卫二上可能也存在此类地热活动。
  木卫二的表面始终处在木星的辐射之中,不断产生氧化剂分子。接着,这些氧化剂会借助木卫二表面冰层的运动进入地下海洋中,与海水中的硫发生化学反应,使海水产生强酸性。这样一来,木卫二上的硫元素也许足够为生命提供支持,但强酸性的海水或许会杜绝生命产生的可能性。
  而此前的研究显示,土卫二的地下海洋情况也许刚好相反、呈强碱性。在此次新研究中,科学家通过计算得出,如果外星球上的海洋呈中性或碱性、且存在地热活动,“地下海水中的硫元素也许便可在几百万年内得到彻底清除。与太阳系的年龄相比,几百万年不过是弹指一挥间。”该研究的主要作者、哈佛大学天体物理学家马纳斯维·林加姆(Manasvi Lingam)表示。
  科学家还提出应对钼、锰、钴等金属的痕迹展开搜寻,这些金属或许也是生命必需元素。“钼在几种酶的合成中发挥着关键作用,主要与联结氮原子有关,可以破坏大气中氮气分子内部的强大化学键,然后将单个氮原子联结成重要有机物。”林加姆指出,此外,钼“还会影响蛋白质的合成、生物体的新陈代谢与发育等等”。
  另外,“锰对叶绿素通过光合作用生成氧气起到了重要作用,”林加姆解释道,“钴则可对新陈代谢发挥多种生物作用,其中最关键的便是参与维生素B12的合成。”
  “宜居带这一概念起源自上世纪50年代。自此之后,我们掌握的信息不断增加,如发现了地下海洋的存在,因此我们应该扩充思路,不要仅以寻找水为重点,还应关注生命也许不可或缺的其它元素和化学物质。”纽约罗切斯特大学天体物理学家亚当·弗兰克(Adam Frank)表示。弗兰克并未参与此次研究。
  要判断太阳系之外的星球是否拥有生命必需元素,可以对它们的恒星展开观察,从而了解其行星系内行星和月球的化学成分。如果恒星中存在某种元素,其发出的光线中便会出现特定颜色的谱线,“也许可帮助我们了解该恒星周围行星的宜居性。”林加姆解释道。
  若某颗星球所含的生命必需元素较少,其宜居性便可能相对较低。虽然此次新研究显示,木卫二和土卫二任务找到生命的可能性微乎其微,但林加姆表示,这些任务是“检验我们模型的绝佳机会,因此我们举双手赞成。”
  康奈尔大学行星科学家乔纳森·鲁宁(Jonathan Lunine)提醒道,“这些计算结果是建立在简单的假设基础之上的,我们必须谨记,行星和卫星远比我们预想的复杂得多。这是我们从行星探索中学到的重要一课。所以这些结果并非板上钉钉,只是为未来观测任务指明了一个新方向。”
  研究人员还指出,虽然某颗星球上的生命必需元素平均含量可能较低,但也许有部分区域含量较高,这些地区存在生命的可能性也因此较高。当然,研究人员所关注的只是我们熟悉的生命形式,“也许外星生命对化学元素的要求与地球生命截然不同,若能发现这样的外星生命,将更加令人激动。”勒伊布表示。(叶子)
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