生命在地球形成之前可能就已經“來到了”太陽系

生命在地球形成之前可能就已經“來到了”太陽系

太陽系的形成想像圖。年幼的太陽周圍有一個原行星盤,行星形成於其中。NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

地球生命是什麼時候出現的?至今沒有人能夠說清。按照一般的想法,生命是在地球形成之後,在地球環境中慢慢演化出來的。雖然有人認為,是彗星為地球帶來了生命的原材料,比如水和有機物,但是生命的演化和誕生地依然是地球。

但是最近有科學家推測,生命在一些特殊的天體上也有過演化的機遇,它們在地球形成之前就有可能已經在太陽系中出現。

生命在地球形成之前可能就已經“來到了”太陽系

這是一個真實的原行星盤,由阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡拍攝。ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

這些特殊的天體叫“微行星”,只存在於太陽系的初期。微行星是行星的前身,也是行星的組裝元件。這些小天體擁有生命演化所需的一切要素。微行星中有一些並不會參與行星的形成,但是它們有機會在行星形成期結束後,墜落到那些“溫和”的行星——比如地球表面。如果那時生命已經在這些微行星上萌發,那麼這些生命就有機會在行星上落地生根和擴散。

但是問題的關鍵是,微行星有沒有可能演化出生命?這裡的未知因素太多,畢竟我們現在無法重現生命的誕生過程。但美國亞利桑那州立大學地球與空間探測學院行星科學家、NASA金屬小行星賽琪(Psyche)探測計劃首席研究員Lindy Elkins-Tanton認為,微行星有這個機會。這些存在於太陽系最初150萬年的微行星,擁有生命所需的全部基本要素——液態水、有機分子和能量。

人們在1969年墜落在澳大利亞南部的默奇森隕石中,發現過至少35種氨基酸。這塊古老的太空石頭“聞起來就像一口油井”。Lindy Elkins-Tanton表示,“還有什麼地方比一塊溫暖、溼潤的默奇森隕石碎片更適合孕育生命呢?”

默奇森隕石的母體,和所有早期微行星一樣,能夠自行產生能量。這種能量來自放射性元素的衰變。具體而言,默奇森隕石的母體熱量來自“鋁26”的衰變。熱量能夠自內而外加熱微行星。這種熱量相當多,部分微行星會因此徹底熔化,而另外一些可能只會部分熔化。

部分熔化的微行星最終會形成金屬核、熔岩幔和原始巖殼,變成一種內熱外冷的小天體。在熱量的驅動下,內部流體能夠通過一條條通道湧向表面。而這些流體中可能就會包括液態水。

這就不免讓人產生遐想。在這些微行星的巖殼下,是否會擁有生命的宜居環境?Lindy Elkins-Tanton認為是有的,而且這種環境可以維持相當長的時間。

計算機模擬結果顯示,直徑50千米的微行星可以讓液態水在地下維持大約1500萬年。此前的研究還表明,較大的微行星甚至可以在5000萬年內一直保持溼潤。

如果這一切的確發生了,那麼最關鍵的不確定因素,就只剩下了這幾千萬年,對於生命從無到有地產生是否足夠?很可惜,對於這個問題至今沒有人能夠回答。

我們充其量只知道,地球誕生於45億年前。在地球上,生命通常認為是在38億年前誕生的。但迄今為止我們發現的最早生命遺蹟,其實是41億年前留下來的。近年還有科學家認為,最早的地球生命實際上在43.6億年前就已經出現了。

需要注意的是,Elkins-Tanton並非主張生命源於微行星,而是指出了一種可能。這種可能性,應該可以讓我們重新審視那些已經研究了很多年的隕石,看看它們體內是否存在被我們忽視的生命遺蹟?看看生命是否有可能,以及又是如何在太陽系內四處擴散的?

生命在天體之間的傳播並不是一個全新的概念。一直以來就有人認為,地球生命源自火星,它們是“乘坐著”小行星或彗星撞擊產生的碎片來到地球的。還有一些人甚至認為地球生命來自別的太陽系,是“奧陌陌”這樣在太空中流浪的星際彗星把我們帶到了這裡。

但是這些都是猜想。鑑於人類的好奇心和侷限,也許我們會一直問自己這三個問題:我們是誰?我們從哪裡來?我們要到哪裡去?

直到永遠。

生命在地球形成之前可能就已經“來到了”太陽系

阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡拍攝的20個原行星盤。每一個都在孕育一個“太陽系”。ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

參考:

Life May Have Evolved Before Earth Finished Forming

https://www.space.com/did-earth-life-start-on-planetesimal.html


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