5000深海水温可达450℃,但那里依然生机盎然,生命或许起源于此

水在常温下是液态,地球上所有的生命都需要液态水的存在,因为液态水可以溶解一些物质,成为各种生物必须的养分来源,因此人类搜寻类地行星很重要的一条就是要找和地球一样拥有液态水的星球。只有这样的星球,才可能出现和地球生命类似的生命形势。

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但是水却并不都是液态,人类寻找到的类地行星都是有水的星球,但是更多的是拥有固态水。而水拥有一种更加神奇的状态——超临界状态,在这个状态下水既不是水蒸气形式,也不是液态形式,而是介于液态和气态之间的状态,要达到这种状态需要严苛的条件——T=374℃ ,临界压力P=22.1MPa,在这种状态下,因高温膨胀的水和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同,水具有液态和气态共同的属性。由于条件比较苛刻,在自然状态下,这种状态的水更多地存在于深海火山附近,而那里同样的生机勃勃。

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海底热泉的形成是因为海底水因为海床的缝隙深入地球较深处,而地球内部的高温会将这些水加热,水在高压和高温下成为超临界状态,从海底“黑烟囱”中快速喷出,裹挟着大量化学物质,而这些化学物质可以成为一些化学能微生物的能量来源,它们在黑暗的海底利用化学能合成有机物,成为了海底热泉系统的生产者,有很多生物依赖于这类细菌为食。这些海底生物构成了一种和陆地生物不同的食物链/食物网的关系。德国科学家曾发现温度高达464℃的海底热泉,热泉系统周围依然是有不少生命存在的。

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生命起源的假说有几种,但不管哪一种都和海洋有密切关系。地球生物都是碳基,都由基因和蛋白质构成,从源头说应该是一致的,况且地球生物的基因多多少少都有相似性。生物的细胞组织液中的无机成分和海水中的成分十分相似,陆地生物的胚胎发育和海洋生物在初期非常相似,所有生物的正常生活都离不开液态水,这些证据可以侧面说明地球生物或许真的是单一起源,但是起源的方式至今还诸多争议。

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海底热泉系统为科学家打开了一条新的思路,从地球内部源源不断渗出的热量成为推动物质运动的基础,自由碰撞是可以形成复杂化学物质的,包括有机物。有机物继续的自由碰撞就可能产生具有复制性的大分子生命物质,对于地球生命来说,就是基因了。基因的可复制性是生物繁殖的前提,而海底热泉系统可以提供源源不断的能量和一些生命所需的化学物质。相比最初的“原始汤理论”,海底热泉系统生命发生假说的有优势就在于能量来源,至今发现的所有生物,不管是哪一种都依赖于环境,从环境中获取能量才能生存。

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海底热泉系统在全球海洋中都有广泛的分布,并且规模可能远远超出人类目前所估计的规模,而人类发现的很多嗜极生物,除了耐高温同时也有可能耐酸耐碱耐高盐度等特性中的一种或多种,也和海底热泉喷出的物质类似,通过地质学等科学活动也发现,早期的地球比现在更高温,地质活动剧烈/火山喷发剧烈,海洋环境远比现在残酷,而早在38亿年前(迄今发现的最古老的可能是生命活动的化石发现于加拿大,至今已经37.7-42亿年)生命就诞生了,在那样残酷的环境下,嗜极生物存活的几率也确实更高吧。


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