熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫

《十萬個為什麼之遨遊宇宙》系列內容由

“科學維他命”獨家原創,用語言、圖片和視頻的方式帶你認識地球,瞭解星星,探索宇宙,每天幾分鐘有趣有料的知識,幫你成為科學小達人。

天文學家特別關注的熱泉中的嗜極生命

關鍵詞1:海底深處

關鍵詞2:外星生命大猜想

早先,人們曾認為地球上的生命對生存環境條件的要求是相當苛刻的。但自20 世紀70年代以來,科學家在東太平洋、大西洋、印度洋,甚至北冰洋的洋底相繼發現了數以百計的被稱為海底熱泉(又稱海底熱液)和“‘黑煙囪”的奇異景觀。在那些極端嚴酷的環境中,竟然有許多奇特的生物組成了相當穩定的生態系統。不少科學家認為,這種環境可能與地球形成早期古細菌所處的環境甚為接近,因此,這樣的環境很可能就是孕育地球生命的最初場所。

熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫

海底熱液在離散板塊邊界和匯聚板塊邊界均可出現,但都集中在拉張性構造帶上,主要分佈於洋中脊、弧後擴張中心等。其形成的機理是:海水沿裂谷張性斷裂或裂隙滲入洋殼內部,受熾熱的熔岩影響後與基底玄武岩發生反應,形成酸性、還原且富硫化物與成礦金屬的熱液,溫度高達350~400℃。反應程度隨溫度和壓力的增加而增加,直到岩石變得難以滲透,含礦熱液就上升回到海底。當它們從噴口湧出時與冷海水相遇,導致黃鐵礦、黃銅礦、纖鋅礦、閃鋅礦等硫化物及鈣、鎂硫酸鹽的快速沉澱,最後不斷堆積成一種煙囪狀的地貌。煙囪高低粗細各不相同,高的可以達到一百多米,矮的也有幾米到幾十米。因溫度和成分差異,形成白煙囪或黑煙囪:當熱液溫度為100~350℃時,形成主要由硫酸鹽礦物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅和白鐵礦組成的白煙囪。當溫度≥350℃時,形成由暗色硫化物如磁黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦等堆積而成的黑煙囪。

熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫

科學家感到驚訝的是,這種處於高溫、高壓、缺氧、偏酸的極端環境中,連陽光也照射不到。這種環境下竟然是一片生機勃勃的景象,那裡生存的奇特生物如管狀蠕蟲、蛤類和細菌等,被稱為嗜極生物。它們組成了一個封閉的生態系統,僅靠地下的熱源和黑煙囪噴發出來的各種無機物就能世代繁衍,不需要其他外來的物質和能量。這就為地球上,甚至為其他星球上生命起源的問題提供了新的啟示、新的思路。

海底熱泉和黑煙囪的發現,是20世紀最重大的科學發現之一。現今,人類的空間探測又發現,太陽系的某些天體,如木衛二上,也可能有著與海底熱泉相似的環境,因而那裡也可能會有生命,或者最終會孕育出生命來。即使在太陽系之外,如果某些天體上也有著與這種海底熱泉相似的環境,那麼在那些天體上就同樣可能存在生命。

熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫

地球上的生命有兩個基本特徵:首先,地球上的生命體都以各種有機物為基礎,構成這些有機物的化學元素最主要的是碳,其次是氫、氮、氧、磷和硫等。有機物以碳元素為基礎,稱為碳基化合物,地球上的生命體就稱為“ 碳基生命”。其次,地球上的生命處在液態水的環境中。生命最初就可能起源於大海,現今的許多生物也都生活在水中;同時,所有的生命體本身都包含水分;生命體新陳代謝過程中進行的各種生化反應更是離不開液態水。液態水是碳基生命所必需的溶劑、媒質或介質。因此,只有存在碳基有機化合物和液態水的地方才可能有地球型的生命。

也有人認為外星人的生命和地球的不同,外星的環境可以千差萬別,其上的生命形式更可能稀奇古怪。由於硅元素的化學性質與碳元素最為接近,1891年時,德國波茨坦大學的天體物理學家申納爾就已探討了硅元素為基礎的生命的可能性。後來科學家提出了大膽的猜測和設想,認為外星人更加極端而嚴苛的環境下,生命可能是硅基、氨基、甚至是砷基的等,它們新陳代謝所需要的液態介質也可能不是液態水,而是氯化硅、硫、氨、甲烷等,因而這些生命形態就與地球生命不一樣了。但是,這些也只是猜測而已。

熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫

END

熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫


分享到:


相關文章: