科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣
地球以外的行星上是否有生命存在？其證據(jù)不可能像外星飛船降落在巴黎埃菲爾鐵塔旁邊那樣引人注目，更可能來自對(duì)遙遠(yuǎn)行星的觀測——該行星帶有暗示生物活動(dòng)的大氣化學(xué)物質(zhì)。一項(xiàng)發(fā)表在28日的《美國國家科學(xué)院院刊》上的新研究證明，如果宇宙中有豐富的生命，那么其大氣中的甲烷或是能探測到的地球以外生命的第一個(gè)跡象。
如果可以排除非生物來源，行星大氣中的甲烷可能是生命存在的標(biāo)志。這張插圖總結(jié)了地球上已知的甲烷非生物來源，包括火山的排氣、大洋中脊、熱液噴口和俯沖帶等環(huán)境中的反應(yīng)，以及小行星和彗星的影響。圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)?埃琳娜·哈特利
甲烷是地球大氣中重要的微量氣體，含量低于百萬分之二。這項(xiàng)新研究的主要作者、美國加州大學(xué)圣克魯茲分校天文學(xué)和天體物理學(xué)研究生瑪吉·湯普森說：“在地球上，絕大多數(shù)甲烷是由生命產(chǎn)生的。”而非生物產(chǎn)生的甲烷比例微乎其微。
研究人員指出，甲烷是一種很好的生物特征。首先，即使外星生命的生物化學(xué)與地球生物圈的生物化學(xué)完全不同，但對(duì)于任何基于碳的生命來說，甲烷生成都是一種明顯而簡單的代謝策略，因此其他地方的生命產(chǎn)生甲烷也不足為奇。
其次，如果沒有生命有機(jī)體的持續(xù)補(bǔ)充，甲烷就不會(huì)在可居住的巖石行星的大氣中持續(xù)很長時(shí)間。在地球上，大氣中的甲烷是不穩(wěn)定的，容易被光化學(xué)反應(yīng)破壞，但地球有生物在持續(xù)補(bǔ)充甲烷。
第三個(gè)證據(jù)是甲烷的非生物過程來源，如火山作用或大洋中脊和熱液噴口的化學(xué)反應(yīng)，很難維持甲烷的補(bǔ)給。例如，火山釋放的氣體會(huì)將甲烷和一氧化碳添加到大氣中，但生物活動(dòng)往往會(huì)很容易地消耗一氧化碳。因此，非生物過程不能像在地球那樣輕易產(chǎn)生富含甲烷和二氧化碳、卻幾乎沒有一氧化碳的宜居行星大氣。
因此，研究人員得出結(jié)論，對(duì)于一顆圍繞類日恒星運(yùn)行的巖石行星來說，如果大氣中也有二氧化碳，甲烷比一氧化碳更豐富，并且可以排除極富水的行星成分，那么大氣甲烷更有可能被認(rèn)為是存在生命的強(qiáng)烈指示。
該研究強(qiáng)調(diào)，其他行星環(huán)境可能十分富有多樣性，也許還有其他非生物甲烷生產(chǎn)過程。
與大氣中的氧氣等其他潛在的生物特征不同，甲烷是少數(shù)可以使用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡檢測到的氣體之一。
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