专栏名称: 果壳
果壳网(Guokr.com)是开放、多元的泛科技兴趣社区。
目录
相关文章推荐
石油地质学  ·  准噶尔二叠有机碳埋藏的环境、机制和影响 ·  4 天前  
51好读  ›  专栏  ›  果壳

NASA大新闻:没发现生命,但如果有,它们也饿不着

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-04-14 02:46

正文

关注果壳的都知道,NASA经常发布“大新闻”,带引号的那种。每次发布之前他们透露的一星半点消息,总是传着传着就变成了“发现外星人”。

这次当然不例外,又双叒叕不是外星人。




但这回和以往的不太一样。以前他们说找到宜居星球,这个宜居只是星球的位置看起来合适而已,连表面大气层和温度都不知道呢,八字儿还没一撇。但是这一次,不但海洋环境已经有了,甚至连能给细菌吃的东西都找到了!

当然到底有没有细菌去吃还是另一回事儿。但起码,这真的差不多是已知的太空中,生命诞生的最好条件了。

所以,生命的诞生需要啥?

中学的时候我们都学过米勒实验:在还原性气体里通电火花,就能生成很多简单的有机分子。这就是所谓的原始汤假说的基础。那个时候大家认为,生命的关键是原料,只要有了一锅原材料的汤,生命就自然会诞生。


NASA工作人员展示卡西尼号的发现(画风非常呆萌

后来大家意识到不对了。把一锅灭菌的氨基酸汤密封起来装个罐头,等待一亿年,它会产生生命吗?并不会,因为没有能量流动。生命的核心是新陈代谢,一定要有什么能量来持续驱动着它的运行,没有这玩意儿生命就不可能诞生。最早的生命肯定不会利用阳光(太难),也不能指望闪电(太罕见又太粗暴)。那么,有什么能量是又方便又连续又能天然产生的呢?


在地球上,研究者认为最大的希望在深海泉口。这些泉口里因为海水和岩石的化学反应,会源源不断释放出氢气,这些氢气和二氧化碳反应可以得到甲烷,甚至可以得到更复杂的有机小分子。这个自发进行的反应就是一个天然而好用的能量流动,最初的生命很有可能是搭上了它的便车而开始了自己的萌芽。

而现在,我们在土卫二上发现了这种化学反应。

做出这一判断是因为,卡西尼探测器发现土卫二南极里发现了数量巨大的氢气。这些氢气的量要比平衡态的量更高,证明一定有什么过程在源源不断地持续产生氢气

过去我们知道了土卫二的冰层下有海洋。它的冰层在南极地区有很多孔洞,从这里它把自己的海洋连续不断地喷向太空,就像一座冰冷的火山。卡西尼号飞船已经多次飞过这些“水柱”,并依靠配备的离子和中性质谱仪(INMS)对它的构成进行了采样。基于对这些水柱的研究,我们知道土卫二的海洋与底部岩石发生了化学作用。2015年10月28日,卡西尼最后一次飞越土卫二,和它仅仅相距49千米。发现的氢气量很可观,一定有什么在产生这些氢气。这个过程的具体机理尚不清楚,但是人们认为,很有可能是类似地球上的水热活动。

这些化学反应并不一定涉及生命,但是也确实有可能涉及生命。地球上直到今天依然有生命靠它生存。在我们的星球上,这种海底热泉有着复杂的生态:微生物直接依靠环绕热泉口的矿物化学过程来获取能量,更大型的生物会以这些微生物为食。(鲸落的化学反应和它有颇多相似之处,令很多生物可以在鲸落和泉口之前来回迁徙。)这些生命和地表生命不同,无需直接或者间接依赖太阳。事实上,在接近地表、甚至是在地上的热泉生态系统中,也有能够靠着化学能而不是阳光作为能源,进而维持运转的生命。


土卫二上的蛇纹石化反应,NASA认为这和地球上的蛇纹石化反应是一样的。


那么在土卫二的热泉口附近到底发生了什么呢?是独特的矿物化学反应,还是生命进程,还是二者皆有?我们并不知道。所以这是一个生命可以诞生的环境,但并不是生命存在的证据,甚至间接证据都谈不上。

但是这一发现让我们更加深刻地意识到有水的海洋在生命起源中的意义。要知道,土卫二可不是太阳系里唯一的异星海洋。火星和金星都曾经有过,不过可能因为历史上的灾难而把海洋丢失了。木卫二的表面也有海洋,还是我们探索的第一个异星海洋。原本我们曾以为土卫二只是一小块盖满冰的石头,但是卡西尼探测器在抵达土星后证实它有一个冰下海,还有水热活动的迹象;甚至木卫三、木卫四和海卫一也都是海洋的热门候选。甚至在谷神星和冥王星上,也有科学家希望能找到隐藏的海洋。


地球上生机勃勃的“白烟囱”。

而这就涉及到NASA的第二个发现:哈勃看到的木卫二。研究者在木卫二上又发现了水柱,而且是同一位置上的多次喷射。更重要的是,这个水柱的位置和当年伽利略探测器路过时拍到的温度异常是吻合的。换句话说,这似乎是一个“热”的水柱。这意味着下面可能也有丰富的水活动。这是否就像是土卫二一样的水柱,代表了类似的水热反应呢?还不知道,但是这是一个非常鼓舞人心的前景。NASA的欧罗巴快船号探测器预计在2020年出发,近距离接触木卫二,之后甚至可能路过土星并拜访土卫二。



所以,虽然这次发现并非生命证据,但可以说因为它,我们在太阳系内找到其他生命的可能性又增加了一大截。

最后再打个广告

NASA在土卫二上发现的这个反应,在生命的诞生过程中非常关键。生命是如何受益于这个反应的?为什么科学家认为它和生命的诞生关系很大?

可以看看这本书:


 



这本内容丰富的作品试图解读生命史的十个伟大“发明”,从生命的原初,经过它的创造期,到它的终结。在整个过程中,会出现很多非同一般的神来之笔,如DNA、光合作用、视力和意识。NASA的这个发现,正好就是本书第一章所讨论的。

本书由果壳网主笔@Ent_evo 翻译。戳阅读原文有售。

看过本书的人都会认为,这个广告一点都不硬。

强行科普一百年

不是什么正经号


本文来自果壳网,谢绝转载

如有需要请联系[email protected]

(欢迎转发到朋友圈~)


快转发吧,大新闻来了!