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金星能孕育生命?中山大学崔峻:可能性较低火星更适宜人类地外移民
来源:欧宝体育在线登录入口官网   上传时间:2024-01-24 16:28:48

  原标题:金星能孕育生命?中山大学崔峻:可能性较低,火星更适宜人类地外移民

  搜狐科技《思想大爆炸——对线期,对话中山大学大气科学学院教授、空间与行星科学系主任崔峻。

  崔峻,中山大学大气科学学院教授、博士生导师、空间与行星科学系主任、中国地球物理学会行星物理专业委员会主任。

  1.金星能否孕育生命的关键点在于硫酸能否替代水作为生命溶剂,这方面的研究还不够完善,但不能定论说不可能。

  2.马斯克曾说硅基生命具有许多优点,但并不科学,即使硅基生命有可能是在金星上存在,可能性也非常低。

  3.在整个太阳系演化历史中,太阳辐射强度大约每1000万年增加1%,有科学家估计在15亿年之后地球也会发生失控温室效应,从而“金星化”。

  4.在我看来,对金星开展地球化是很难的,即使可行成本也过高,但在金星上建造人类的长期定居点是可行的。

  中国将它命名为“启明星”和“太白星”,西方又称之为维纳斯(Venus),金星自古以来被人类赋予了极高的期待和最美好的寓意。

  金星作为太阳系中八大行星之一,是离地球最近的行星,在夜空中亮度仅次于月球,而金星能否孕育生命也成为科学家们多年来争论不休的话题之一。

  近日,美国伍斯特理工学院模拟了金星云层温度实验测试了20种氨基酸,发现有19种氨基酸可以在金星环境下稳定,并以生命形式存在。

  这一发现意味着什么?金星能否孕育生命?金星上存在非碳基的生命吗?未来人类能否移民金星?带着这样一些问题,搜狐科技对话了中山大学大气科学学院教授、空间与行星科学系主任崔峻。

  对此,他表示:“这个研究突破了对生命某一方面的传统观念,扩大了人类对生命多样性认知的视野,是很值得深入研究的。”

  崔峻指出,我们现在所谓的搜寻地外生命,一般是基于对地球生命的理解。比如生命是碳基的,生命需要水作为溶剂,生命使用20种氨基酸,基本元素有六种等,而这个研究则是针对生命要素中的一种,也就是硫酸可否作为生命溶剂来进行深入探讨的。

  之所以研究聚焦氨基酸,是因为氨基酸是地球上所有蛋白质的基本组成单元,是构成生命的基石;而聚焦金星,则是因为金星云层顶的气压和温度最接近地球。

  众所周知,金星一直以其极端的天气特征情况和表面特征闻名。金星的平均表面温度约为464℃,地表气压约为地球海平面气压的92倍,而且金星的上层大气中也充满了硫酸云,称其为“炼狱般”的环境也并不为过。

  然而研究认为,如果彗星能传递给金星其它有机物,金星或许能开启一种以硫酸为介质的生命形式,而目前也的确能实现利用彗星传递有机物。

  对此,崔峻表示:“生命的起源需要溶剂,在液态介质中各种有机分子可以自由流动并发生碰撞,从而促成化学反应发生,水就是生命所需的溶剂,所以问题的根源就是硫酸能否替代水作为生命溶剂。”

  崔峻进一步解释道,许多科学家都曾探讨过这样的一个问题,2021年一位麻省理工学院的学者就发表了一篇论文探讨了这样的一个问题,不止硫酸,还有科学家曾考查过液态氨是不是能够作为生命溶剂。

  “但笼统的说,水是一种非常好的溶剂,和其它溶剂相比有很多优势。”崔峻之所以这么说并非毫无道理,尽管各种溶剂都有一定优势,比如液态硫酸存在的温度范围比水更广,但崔峻认为衡量一种物质是否可当作生命溶剂,归根到底还是要看两点。

  一是这种溶剂要具有一定的破坏性,才可以在一定程度上促进简单有机分子聚合形成比较大的复杂有机分子,二是这种溶剂的破坏性又不能太强,不然大的有机分子不能在溶剂中稳定存在。

  “我觉得硫酸不如水的一点就是它的破坏性要比水要强一些,但这方面的研究还不够完善,所以咱们不可以定论说不可能。”崔峻如是说。

  众所周知,地球上的生命绝大多数都是碳基的,碳的同位素比成为研究外星生命存在的标准。马斯克就曾提及硅基生命的几大优点,比如能适应极端环境,可以以光速传递信息,还可以实现灵魂和数据的融合等,“但实际上这些探讨绝大多数是在社会学层面的,并不科学。”崔峻如是说。

  “科学上的探讨要追溯到化学层面碳原子和硅原子的差异。”崔峻解释道,硅原子比碳原子大30%左右,这个差别就决定了硅原子形成的化合物通常没有碳原子稳定。

  比如甲烷在常温下可以稳定存在,而把甲烷中的碳原子换成硅原子,形成硅化氢,这种物质在常温下是会分解的,不能稳定存在。

  此外,因为硅原子更大一些,所以硅原子和硅原子之间的连接一般只能是单键,而碳原子和碳原子之间可以单键形成乙烷,双键形成乙烯,三键形成乙炔。

  “换句话说,碳原子形成的化合物具有多样性,是生命起源和进化的一个基本要求,从上述观点来看,我个人认为即使硅基生命有可能存在,可能性也是非常低的。”崔峻对搜狐科技说道。

  实际上,硅原子非常容易和氧原子结合形成二氧化硅,就是常见的玻璃,而地球上很多矿物质的基本组成单元就是二氧化硅(硅氧四面体结构),所以崔峻认为,对于地球或者任何一个有生命存在的星球,碳是构成生命的主要元素,而硅则是构成岩石的主要元素。

  此前布朗大学有研究称早期的金星可能和地球一样发生过板块运动,这大大增加了金星早期孕育微生物生命的可能性。对此,崔峻表示:“的确存在板块运动和生命起源有关这种观点。”

  板块运动能轻松实现一种长时间的碳循环,火山喷发等活动把地球内部的碳释放开来,大气中的碳通过风化作用被地表吸收,再通过板块俯冲运动进入地球内部,补充因为火山活动而丢失的碳。

  整个循环过程是能够基本保持地球大气中的二氧化碳含量相对来说比较稳定,从而通过温室效应使得地球表面环境长期处在一个适宜的范围,允许液态水的存在,而水是一种润滑剂,可以启动板块俯冲,干燥的环境中是不太有几率发生板块俯冲,所以也就无法启动碳循环。

  “所以上面这个循环中的关键一步就是板块俯冲,不管金星早期是否有板块运动,但现在金星不太可能有板块运动,原因虽然现在还在争论中,但至少有一个原因是因为金星缺水。”崔峻如是说。

  我们不免担心,地球有一天是否也会变得金星化,不再适宜人类居住了呢?对这个问题,崔峻则给出了肯定的答案。

  所谓的金星化就是指失控温室效应发生,为什么地球只有温室效应呢?那是因为金星离太阳比较近,接收的太阳辐射比地球多了90%,但在整个太阳系演化历史中,太阳辐射强度是持续增加的,大约每1000万年增加1%。

  “所以总会在未来的某一时刻,辐射强度达到发生失控温室效应的程度,不过有科学家估计在15亿年之后地球才会发生失控温室效应,所以也无需太过担心。”崔峻安慰道。

  人类对于地外宜居性的探索终极目标就是改造某个地外星球的环境,使其适合生命繁衍,特别是高等生命。实际上,早在几十年前,美国著名科学家卡尔萨根就曾提出了人类历史上第一个地球化方案。

  “他提出‘把低等藻类投放到金星表面,令其大量繁殖,吸收二氧化碳,释放大量氧气,让金星表面温度下降,直到人类能够呼吸。’不过这个方案从纯粹科学上看可能未必可行。”崔峻解释道。

  “在我看来,对金星开展地球化是很难的,即使可行成本可能也过高,但在金星上建造人类的长期定居点是可行的,虽然可能还需要很久的科学探索和技术试验。”崔峻如是说。

  据悉,目前NASA有一个名为HAVOC的概念项目(High Altitude Venus Operational Concept),类似于一个飞艇携带两名宇航员在金星云层顶部生活工作三十天,可以说这是人类围绕移民金星迈出的第一次尝试。

  不过相比于其他星球,崔峻还是更愿意投“火星移民”一票。“根本原因是水资源问题,金星极度缺乏水资源,而火星的水资源相对丰富。”崔峻如是说。

  金星的水总量只有地球海洋水总量的十万分之一,而火星水总量大概是35亿立方公里,能够达到地球水总量的百分之六甚至更高,但其实金星和火星在刚形成时水总量差不多,只不过由于失控温室效应,金星上的水比火星上的水少很多了。返回搜狐,查看更加多

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