北京時間 1 月 7 日消息,據(jù)國外媒體報道,如果你感到孤單的話,別難過。在你頭頂幾萬英尺的高空,漂浮著無數(shù)微小的生物,它們正陪伴著你。
隨著科學家對這些高空漂浮的生物的了解越來越多,以及逐漸弄清楚它們跟地球表面的相互作用之后,科學家們開始懷疑,這樣的生命或許也存在于金星大氣或其他外星球大氣中的猜想,究竟是否合理。
大衛(wèi) · 史密斯是 NASA 在加州的埃姆斯研究中心的一名研究員,專門研究大氣生命。12 月 14 日,在美國地球物理協(xié)會年度秋季會議的一次虛擬圓桌討論會中,史密斯說:“我們用 NASA 的飛機和氣球進行采樣,不管是在哪里采樣,我們都可以在樣本中發(fā)現(xiàn)微生物的生命特征。”
到目前為止,地球大氣中的生命似乎都是微生物,并且好像都是巧合,且與地球表面的生命息息相關,而不是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng)。當?shù)厍虼髿馀c地面接觸時,這些微小但強壯的生物被揚起,然后經(jīng)過一系列過程,被帶進大氣層的下層。
“基于我們已經(jīng)知道的信息,這些微生物只是大氣層中的過客?!绷_格斯大學的微生物學博士候選人凱文 · 狄龍在討論中說道,“大氣層對于微生物來說,就像高速公路一樣,微生物在大氣中自由漂浮,有時還可以躲進云層搭便車。”
微生物最終會落在兩個大氣層中。埃姆斯研究中心的研究科學家戴安娜 · 金特里在討論中說,在對流層低層,微生物很大程度上面臨著被 “風干”的危險。這時候,云層就可以體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。
“如果被風揚起,懸浮在大氣中的話,微生物可能會很快流失所有水分?!苯鹛乩镎f,“因此,較低的云層具有明顯優(yōu)勢——它們就好比微生物的流動補水站。當微生物在大氣中漂浮時,云層可以幫助它們保持濕潤?!痹趯α鲗又校行┪⑸锷踔量梢哉I?。
圖中顯示了十多年來全球云層的分布,由 NASA 的 Aqua 衛(wèi)星拍攝。
與此同時,在更上層的平流層,環(huán)境更加惡劣,微生物需要面對更干燥、甚至酸性更高的環(huán)境。在這里,微生物通常會蜷縮起來,進入休眠狀態(tài),等到回到地球表面的時候再蘇醒過來。當然,有的微生物會在這里死去,有的在被卷入大氣層之前已經(jīng)死去。
到目前為止,即便是在最理想的情況下,僅僅是為了生存,大氣微生物已經(jīng)用盡了力氣。史密斯說:“事實上,我們剛剛才開始了解微生物從地球表面進入大氣層的這個過程。它們能在大氣中漂浮多長時間、漂浮期間它們會不會進行一些有意義的活動或者生長和繁殖等,對于這些問題,我們?nèi)匀粵]有答案。研究地球的大氣層,我們還有很多工作要做?!?/p>
但是,就好比海底熱液生物群落的發(fā)現(xiàn),讓宇宙生物學家不由得開始猜想,在冰凍衛(wèi)星的深處是否也蘊藏著生命一樣,如今科學家也開始猜想,地球上的極端大氣生命是否可以作為一個模板,用來確定太陽系的其他地方是否也有類似的生命存在。
太陽系中的生命
當然,地球大氣中的生命已經(jīng)面臨各種各樣的不確定性。而在地球之外,它們更是只能在大氣層中繁衍。
一個關鍵約束條件是,盡管我們已經(jīng)充分了解地球表面是微生物生存的天堂,但是太陽系中其他行星的表面環(huán)境對已知的生命形式十分不友好。哪怕在遙遠的過去,這些地方可能適宜生命居住,但現(xiàn)在則不然。例如,在金星上,一個可能有生命存在的地方是金星的大氣層。有些科學家認為,金星上的環(huán)境既炎熱又酸性高,但是在 48 公里到 60 公里的高空,那里的液滴可以作為潛在生命的避風港。
這種殘酷的條件也意味著,在金星這樣的星球上,任何生命形式一輩子都只能生活在大氣層中,而不像地球上的微生物,只是去大氣層游走一番。這樣的 “一輩子”意味著科學家們必須弄清楚一些問題,比如說,微生物漂浮在大氣中時是否可以繁殖。
金特里指出,重力也會不斷地將可能存在的微生物拖曳出舒適的大氣層。她說:“大氣層中的生命面臨的一個獨特挑戰(zhàn)是,因為它們在空氣中漂浮著,所以在重力的影響下,總會有生命不斷流失。任何生命如果想要在大氣環(huán)境中長期存在,它就必須得能夠快速地繁殖,以彌補損失的生命。”
接下來,還有水的問題。地球上的云層很特殊:它們是太陽系中唯一一個主要由水蒸氣構成的現(xiàn)代大氣云層,因此科學家也更有希望在這里尋找到生命。然而,金星上的云層主要由硫酸構成?;鹦莿t被濃濃的二氧化碳籠罩著。海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一上的云層都是氮氣。雖然這些都十分神秘,但沒有水也確實是一個難題。
金特里說:“宇宙生物學的一個重要主題是‘哪里有水,就去哪里’,因為已知的類似地球的生命,都離不開水。又因為其他云層都不是以水為主的云層,所以令我們感興趣的地方也跟以水為主的云層不太一樣?!?/p>
太陽系之外
就好比地球是研究太陽系內(nèi)其他星球的參考模板一樣,太陽系內(nèi)的其他鄰居星球,也為我們研究其他恒星系統(tǒng)提供了參考原型。相比于先進的航天器所能抵達的太陽系內(nèi)行星,系外行星則隱藏在各自恒星的光芒之內(nèi)。
事實也證明,即便是在地球上,尋找大氣中的生命也不容易。史密斯說:“每次我們穿過云層,收集云水樣本時,我們都可以從中找到強烈的地球生命跡象。然而,我們就是無法遠程觀測到這些生命跡象。我們知道云層中存在生命,但我們沒有足夠敏感的儀器,可以去檢測其中的生命跡象,除非收集實際的云水樣本。”
所以,不要期待科學家們能夠在不久的將來宣布,他們在其他星球的大氣層中發(fā)現(xiàn)了生命跡象。
馬里蘭州約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家諾姆 · 伊森博格說:“證明系外行星上有生命存在,極其困難?!?/p>
但是,伊森博格補充說,這并不能阻止我們?nèi)ゲ孪?,有外星生命的存在?/p>
“如果金星上可能存在生命,那么,其他和金星類似的星球上也就有可能有生命存在?!币辽└裾f,“如果地球上有生命,那么,其他和地球類似的星球上也可能會有生命存在?!?/p>
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