一種新的「大氣不平衡」可能有助於探測其他行星生命

【博科園-科學科普-留言評論或建議有驚喜哦~( ^_^)】隨著美國國家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韋伯(James Webb)太空望遠鏡和其他新型巨型望遠鏡的建造，同時需要新的策略來尋找其他行星上的生命跡象。華盛頓大學(University of Washington)的一項研究發現了一種尋找生命的簡單方法，它可能比尋找氧氣更有前途。1月24日發表在《科學進展》(Science Advances)上的這篇論文提供了一種新的方法來提供證據，證明遙遠的行星存在生命。

作者約書亞·克里森-托頓（地球和空間科學的博士生）說：尋找大氣中的氧氣作為生物特徵的想法已經存在很長時間了。這是一個很好的策略——沒有生命就很難製造出更多的氧氣。但我們不想把所有的雞蛋放在一個籃子里。即使生命在宇宙中是很常見的，也不知道它是否會成為製造氧氣的生命。氧氣生產的生化反應非常複雜，可能非常罕見。新的研究著眼於地球上生命的歷史,一個有人居住的星球，地球的大氣中含有的混合氣體的平衡，可能只存在在生活面前organisms-anything從池塘里巨大的紅杉。事實上生命中製造大量氧氣的能力只發生在地球歷史的八分之一。

未來的望遠鏡，如詹姆斯韋伯太空望遠鏡(右)將觀測遙遠行星的大氣層，尋找生命的證據。地球(左上)在大氣中有幾種氣體，這些氣體揭示了生命的存在，主要是氧氣和臭氧。新的研究發現對於早期的地球(左下)，大量的甲烷和二氧化碳的結合將會提供另一種生命跡象。圖片版權：NASA/Wikimedia Commons/Joshua Krissansen-Totton

通過更長遠的觀察，研究人員發現了一種新的氣體組合，可以提供生命的證據：甲烷加上二氧化碳，減去一氧化碳。我們需要在一個表面有液態水的世界尋找相當豐富的甲烷和二氧化碳，並發現沒有一氧化碳，這種結合將是一個令人信服的生命跡象。令人興奮的是這是可行的，而且可能會導致在不久的將來發現外星生物圈。這篇論文研究了行星產生甲烷的所有方式——從小行星的撞擊，從地球的內部，岩石和水的反應，發現在沒有任何生物的岩石上很難產生大量的甲烷。

如果甲烷和二氧化碳一起被探測到，特別是沒有一氧化碳，這是一種信號的化學失衡。這兩個分子中的碳原子代表了相反的氧化水平。二氧化碳擁有儘可能多的氧分子，而甲烷中的碳缺乏氧氣，而氧的化學對手是氫。所以氧化程度非常高，而且通過非生物過程而不產生一氧化碳，這是很難做到的。舉個例子：有火山噴發出二氧化碳和甲烷的行星也會噴出一氧化碳。更重要的是，一氧化碳不會在有生命的星球的大氣中積聚。一氧化碳是一種很容易被微生物吞噬的氣體。如果一氧化碳含量豐富，這將是一個線索，也許你正在觀察一個沒有生物的星球。

氧氣是尋找生命跡象的好方法，但認為這種新組合至少有可能通過新的望遠鏡觀測到。Krissansen-Totton說：讓甲烷使用簡單代謝的生活是無處不在的，而且在地球的大部分歷史中都存在。這是一件很容易做的事情，它可能比製造氧氣的生活更常見。這絕對是我們應該尋找的因為新的望遠鏡在建造中…。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Science Advances

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：華盛頓大學

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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