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新研究發(fā)現(xiàn):行星大氣中的甲烷可能是生命存在的標(biāo)志

2022-03-30 11:52:39 來源:科技日報(bào)

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。

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。(科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣)

關(guān)鍵詞: 行星大氣 地球大氣 外星生命 生物化學(xué)

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