眾所周知,金星不適宜居住,其大氣層中充滿了厚厚的二氧化碳,而表面的溫度足以融化鉛。金星是一片焦灼而令人窒息的荒原,我們所知道的生命在那里無法生存。金星上的云層也同樣充滿敵意,用硫酸液滴覆蓋著這顆星球,其腐蝕性足以將人類皮膚燒出一個洞。
然而,一項新研究支持了一個長期存在的觀點,即如果生命存在,它可能會在金星的云層中安家。這項研究的作者來自麻省理工學(xué)院、卡迪夫大學(xué)和劍橋大學(xué),他們已經(jīng)確定了一種化學(xué)途徑,通過這種途徑,生命可以中和金星的酸性環(huán)境,在云層中創(chuàng)造一個自我維持的、可居住的空間。
長期以來,科學(xué)家們一直在金星大氣層內(nèi)觀察到令人費解的異常現(xiàn)象——難以解釋的化學(xué)特征,比如氧氣濃度低,以及不像硫酸的圓形液滴那樣的非球形粒子。也許最令人費解的是存在氨氣,這種氣體在20世紀(jì)70年代被初步探測到,而且據(jù)所有人說,在金星上不應(yīng)該通過任何已知的化學(xué)過程產(chǎn)生氨氣。
在新研究中,研究人員模擬了一組化學(xué)過程,以表明如果氨氣確實存在,這種氣體會引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng),從而中和周圍的硫酸液滴,也可以解釋在金星云層中觀察到的大多數(shù)異常現(xiàn)象。至于氨本身的來源,作者認(rèn)為最合理的解釋是生物來源,而不是閃電或火山爆發(fā)等非生物來源。
論文中寫到,化學(xué)表明“生命可能在金星上創(chuàng)造自己的環(huán)境。”這個誘人的新假設(shè)是可以檢驗的,研究人員提供了一份化學(xué)特征清單,供未來在金星云層中測量的任務(wù)使用,以證實或反駁他們的想法。
“我們所知道的任何生命都不能在金星的液滴中生存,”該研究的合著者、麻省理工學(xué)院地球、大氣和行星科學(xué)系(EAPS) 1941級行星科學(xué)教授Sara Seager說,“但關(guān)鍵是,也許那里有一些生命,并正在改變其環(huán)境,使其適合居住。”
“金星或存在生命”是去年的一個流行詞,當(dāng)時包括Seager在內(nèi)的科學(xué)家報告說,在金星的云層中檢測到了磷化氫。在地球上,磷化氫是一種主要通過生物相互作用產(chǎn)生的氣體。金星上磷化氫的發(fā)現(xiàn)為生命的可能性留下了空間。然而,從那時起,這一發(fā)現(xiàn)就受到了廣泛的質(zhì)疑。
“磷化氫的檢測結(jié)果引起了極大的爭議。”Seager表示,“但磷化氫就像一個入口,在研究金星的人當(dāng)中又開始復(fù)蘇。”
研究人員模擬了一系列化學(xué)過程,他們發(fā)現(xiàn),如果生命以最有效的方式產(chǎn)生氨,相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)就會自然地產(chǎn)生氧氣。一旦出現(xiàn)在云層中,氨就會溶解在硫酸液滴中,有效地中和硫酸,使液滴相對適宜居住。將氨引入液滴中,會使液滴原先的圓形液體形狀變成一種非球形的鹽狀漿液。一旦氨溶解在硫酸中,反應(yīng)也會引發(fā)周圍任何二氧化硫的溶解。
氨氣的存在確實可以解釋在金星云層中看到的大多數(shù)主要異常現(xiàn)象。研究人員還指出,諸如閃電、火山爆發(fā)、甚至是隕石撞擊等原因,都無法從化學(xué)角度產(chǎn)生足以解釋這種異常現(xiàn)象的氨。然而,生命可以!
研究小組注意到地球上有一些生命形式,特別是在我們的胃里,它們能產(chǎn)生氨來中和并使一個高酸性的環(huán)境適合居住。這或許要等未來幾年金星探測器任務(wù)來解答了。
“金星存在著難以置信的、揮之不去的、無法解釋的大氣異常。”Seager認(rèn)為。“它為生命的可能性留下了空間。”
前瞻經(jīng)濟學(xué)人APP資訊組
論文原文:
https://www.pnas.org/content/118/52/e2110889118