火星和金星上的生命迹象可能会改写我们对宇宙的看法
火星和金星上的生命迹象可能会改写我们对宇宙的看法
火星和金星上可能存在的生命迹象正在改写我们对宇宙的认知。这些发现不仅挑战了我们对生命存在条件的传统理解，还为未来太空探索和科学研究开辟了新的可能性。
星际间的生活？
有两种可能：要么我们是宇宙中唯一的生命，要么我们不是。这两种情况都同样可怕。
——阿瑟C. 克拉克
自从第一次（错误地）相信火星上有纵横交错的运河以来，人类就开始观察太阳系的行星并想知道它们是否孕育着生命。
最终，更好的望远镜和机器人探测器将会表明，地球是孕育智慧生命的特殊场所，并且拥有非常密集的生物圈。
虽然我们的太阳系中没有外星文明令人失望（或者可能令人放心），但存在更简单的生命形式的可能性可能比以前想象的要大。最近的一系列发现可能表明，不仅火星，金星也可能存在微生物生命。这将为期待其他天体也能有同样的生命开辟道路。
火星上可能存在生命
火星上的古代生命
我们知道，在遥远的过去，火星比现在温暖得多，大气层更稠密，水流动。长期以来，我们一直认为大气层和水已被太阳风吹走，导致火星如今成为一片更冷、更荒凉的沙漠。
我们最近了解到事实并非如此，地壳中裂隙岩石中含有足够的液态水，可以覆盖整个星球，深达 10-15 公里的岩石之下生命可能存在于那个深度，由地质活动提供的能量滋养，但至少在几十年内还无法确定。
无论如何，这个古老而温暖潮湿的火星将是生命繁衍的理想环境。
与生物活动相关的矿物质
2024 年 XNUMX 月，NASA 宣布毅力号火星车可能在火星过去发现了生命迹象。
更准确地说，它发现了白色硫酸钙沉淀物变成岩石的脉状物，它们可能是由地球上的生命形成的，也可能是由地质过程产生的。
旁边的岩石中发现了矿物“豹斑”，这些毫米大小的斑点含有铁和磷酸盐。在地球上，当有机分子与生锈的铁发生反应时，就会形成这种斑点。这些反应反过来又可以为微生物提供生命。
虽然没有确凿的证据证明火星过去曾存在生命，但它们却是潜在生命的极佳指标。如果这些矿藏是由外星生命形成的，那么对收集到的样本进行更深入的研究应该有助于证明这一点。
即将启动且仍在开发中的耗资 11 亿美元的火星样本返回任务将使我们能够收集样本。然而，该任务目前成本过高，NASA 正在与私营公司合作，寻找其他方案来降低成本。
之前忽略的迹象？
甲烷
如果火星上曾经存在生命，那么它今天是否还可能以休眠或隐藏的形式存在？
表明这种情况可能存在的一个信号就是一个令人困惑的现象。火星大气中含有少量甲烷，这种气体在地球上通常与微生物的厌氧发酵有关 并被认为是一种强有力的理论生物特征。
当然，甲烷也可能由地质活动产生，比如火山活动。火星上有几座休眠的大型火山，因此一些残余活动可能可以解释少量稳定的甲烷产生。
这一直是主流解释，直到科学家注意到火星甲烷的季节性循环，在北半球夏末达到峰值。似乎在晚上产生更多，白天消失.
虽然季节性甲烷可能部分是由紫外线照射的变化产生的，但这种变化太强烈，无法解释它。
因此，一些科学家想知道这是否可能是生物学上的解释。毕竟，你会期望生命随着季节而活跃，特别是在如此寒冷的环境中，就像地球北部的生态系统大多只在夏季活跃一样。
2005年，科学家还检测到了微量的甲醛，它可能是甲烷生物氧化的副产品。目前，美国宇航局已经排除了证明火星上存在生命的可能性。
维京人探测器
早在1970世纪XNUMX年代，美国宇航局就向火星发射了两架海盗号着陆器，试图探测生命迹象。
当时，人们认为这些结果无法确定是否存在生命迹象。不过，结果还是有些令人困惑：一项实验（标记释放 (LR) 实验）检测到了新陈代谢的迹象；然而，另一项实验却没有发现任何有机物质的踪迹。
参与海盗号实验的科学家吉尔伯特·莱文 (Gilbert Levin) 和帕特里夏·A·斯特拉特 (Patricia A. Straat) 在 2010 年代回头讨论，在他们看来，该实验很可能证明火星上存在生命。
一个关键论点是，当加热到 160 摄氏度（灭菌温度）时，样品不再显示出代谢的迹象. 50C 时，代谢也会减慢，而将土壤在 10C 的黑暗环境中储存两个月后，代谢则完全消失。
另一种观点认为，未能检测到有机化合物更多的是由于土壤中含有高氯酸盐（加热时会破坏），而不是由于土壤中实际上不存在有机分子。
与此同时，好奇号探测器于 2014 年在火星土壤中探测到了有机分子。
火星生命可能以产甲烷菌（产生甲烷作为副产品的微生物）、嗜盐菌（可以耐受高盐浓度以及严重辐射和低氧浓度）或某种“隐生”微生物的形式存在，这些微生物处于休眠状态直到被重新激活，例如通过像LR实验中的营养液。
Phys.org
尽管如此，莱文仍在努力将他对海盗号数据的解读发表在严肃的科学出版物上。
很大程度上，因为对于想要维护学术声誉的天文学家来说，讨论外星生命的证据是相当禁忌的。
“在加拿大航天局的一次会议上，我遇到了《天体生物学》杂志的编辑雪莉·卡迪博士。她邀请我提交一篇论文供同行评审。我提交了，但很快就被退回了，甚至没有送去审查，因为它声称它对生命有好处。
“帕特和我决定撰写一篇经得起最严格科学审查的论文。我们花了数年时间反复修改，并遵从或解释无数评论者的评论，但我们坚持不懈，直到消除了所有负面评论。
他们花了 20 年的时间才最终在 2015 年发表了一篇题为“火星上存在生命的证据以及维京标记释放实验可能探测到的生命“。
金星上可能存在生命
金星云层中的光幻视
火星一直被认为是过去或现在存在某种外星生命形式的最有力候选者，因为火星上曾经存在海洋和流动的水，而且现在仍然存在大气层（尽管寒冷而稀薄）。
另一方面，科学家从未认真期望过能在金星上发现可探测的生命迹象。
这颗行星可能曾经是地球的孪生兄弟，但却遭受了灾难性的失控温室效应，变成了真正的地狱：
- 厚厚的大气层主要由二氧化碳（2%）组成，伴有硫酸云，压力为地球大气压的 96 倍。
- 表面温度平均为 464 °C/867 °F，足以熔化铅。
- 剧烈的火山活动。
- 几乎不旋转，导致该行星的一天比一年长。
- 不存在磁场。
确切地说，每一种恶劣的条件都可能毁灭地球。
因此，当研究人员在 2020 年分析金星高层大气时，人们感到非常惊讶戴夫·克莱门茨 他的团队发现了磷化氢的痕迹，磷化氢是地球上有机物分解产生的化合物。
这一发现一直存在争议，预计将于2024年得到证实。他们还发现磷化氢的检测似乎遵循了地球的昼夜循环.
氨
然后的另一个发现是，金星云层中也存在氨，这可能是另一个生物标志物。
克莱门茨说：“可能发生了一些非常奇特的事情——但我们所知的任何正常化学过程都无法产生如此大量的磷化氢和氨。”他解释说，他的团队最近的研究结果表明，与 2020 年的研究结果相比，金星云层中的分子数量更大，而该星球大气层中的分子数量则更少。
“有些事情我们无法理解。目前我们看到的确实是生命迹象的可能性大概在 10% 到 20% 之间。
今日美国
这些发现是在距地表高度范围 50 公里/31 英里的地方进行的，那里的温度和压力条件与地球有些相似，远离地表的酸性地狱。
氨的存在也改变了我们观察地球云层的方式。
虽然它们富含硫酸，但著名科学杂志《国家科学院院刊》 2021 年发表的一篇题 为“氨的产生使金星云层适宜居住，并解释了观测到的云层化学异常”表明氨的存在会降低云的酸度。
“NH3 存在的结果是，一些金星云滴必定是半固体铵盐浆液，其 pH 值为 ∼1，与地球嗜酸环境相匹配，而不是浓硫酸。”
因此，这个地方不仅可能不像我们迄今为止所认为的那样恶劣，而且我们还知道地球上存在可以在这里生存的生命形式。
“NH3 的来源尚不清楚，但可能涉及生物生成；如果是这样，那么最节能的 NH3 生成反应也会产生 O2，这解释了在云层中检测到 O2 的原因。因此，云层的酸性并不比一些极端的陆地环境中的酸性更强，因为这些环境适合生命生存。
生命可能正在金星上形成自己的环境。该模型对金星大气中气体丰度的预测比任何以前的模型都更符合观测结果，并且易于测试。”
总的来说，磷化氢和氨都是不应该在金星等富氧大气或木星和土星等富氢大气中无机产生的分子。
不过，从理论上讲，它可能是由火山或奇异的紫外线引起的化学反应产生的。
因此，虽然这不能绝对证明金星上存在生命，但我们要么需要二 不同但未被发现的化学过程，或考虑仅一种生命形式来解释这些观察结果的可能性。
这些细菌从何而来？
假设火星和金星上的甲烷、氨和磷化氢的大气异常是由于细菌生命造成的，那么这些生命来自哪里？
一种理论认为，它可能起源于当地，因为这两颗行星在早期生命阶段的环境都更加友好，火星更温暖，金星更寒冷。因此，我们（可能）检测到的生命可能是适应不断变化的环境的幸存者，就像地球上的嗜极菌进化到在盐湖、热喷口和酸池中茁壮成长一样。
另一种选择是胚种论。该理论认为，生命（可能包括地球上的生命）并非起源于行星，而是来自太空。
胚种论的另一种版本是，生命起源于太阳系的一个行星（可能是火星或地球），而小行星的撞击将细菌传播到其他行星。
这并不是那么牵强，因为我们发现地球上的岩石起源于火星，而且我们知道细菌，甚至像缓步动物这样的复杂生物都可以在太空真空中生存。
我们甚至有发现地球上的苔藓可以在类似火星的条件下存活数天.
考虑到我们不知道生命是如何从死亡的无机物质中出现的，所以无法得出结论。
如果我们在火星和/或金星上发现生命，并且它们与地球生命非常相似，那么胚种论就很有可能存在。如果它们非常不同（例如，不使用 DNA/RNA 和蛋白质），那么自发的独立起源就更有可能存在。
当然，无论如何，火星或金星上的本土生命也会增加在其他地方发现生命的机会，例如在木卫二和土卫二的地下海洋中。