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天文|天文小科普：另一种生命形式

一些发现让我开始思考另一种生命形式 ， 它可能与我们在地球上习惯的生命形式不太相同 。 其中一项发现是 ， 在土卫四(土星的卫星之一)的冰层下面 ， 可能潜伏着另一个温暖的液态水海洋 。 这使我们太阳系中可能存在液态水的行星增加了一个 。 土卫二、木卫二、木卫三 ， 土卫六都可能有液态水海洋存在于冰壳之下 。 液态水给星球带去生命 ， 因为它是最容易发生生化反应的溶剂 。 地球上有丰富的液态水 ， 火星曾经也有丰富的液态水 ， 这意味着我们的太阳系包含两个可能产生生命的世界 。 不过 ， 含有液态水的卫星比行星多 ， 这意味着我们宇宙中大多数宜居地带实际上可能位于冰冷的卫星表面之下 ， 而不是类地行星 。 当然 ， 生物不仅仅需要水 ， 氧气、二氧化碳等也很重要 ， 这些在冰卫星上可没有 。
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木卫二 图源：bing
那么生命能在这种地方出现吗?能 ， 而且还不止是微生物可能 。 尽管木卫二没有多少大气 ， 但它有办法将氧气输送到海洋中 。 高能粒子撞击其表面产生氧气 。 撞击坑不多证明木卫二的表面非常年轻 ， 这就意味着地表不断被来自地下的新冰更新 。 上升的东西必然下降 ， 含氧的液体最终会流入下面的海洋 。
还有更有趣的事情：在过去的十年里 ， 木卫二海洋中的含氧量一直在上升 ， 甚至可能超过了地球海洋的含氧量 。 这意味着 ， 像鱼这种更复杂一点的生物 ， 能出现了 。 这颗卫星可能充满了复杂的生命 ， 事实上 ， 一些科学家说 ， 如果它没有 ， 那才是令人惊讶的 。
>【天文|天文小科普：另一种生命形式】和我们这边差不多的生命 ， 这就很令人鼓舞了 。 当然也有其他更奇特的方式使生命出现 。 有许多类型的生物化学理论形式 ， 理论上允许存在 ， 只是我们还没证明 。 一个是非碳基生命 。 据我们目前所知 ， 地球上所有的生命形式都是以碳为基础的 。 碳的化学性质多种多样 ， 这使有机化学的复杂性得以存在 ， 而我们所知道的生命正是以有机化学为基础的 。 而且 ， 碳在宇宙中很丰富的 。 另外 ， 硅和锗实际上也可能是生命化学的载体 。 甚至硼也有可能 ， 但这似乎不太可能 ， 因为宇宙中硼的含量很低 。
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硅藻 图源：bing
硅是地球上某些生命形式已经使用的一种元素了 。 例如海洋中的硅藻就在它们的细胞壁中使用它 。 硅的化学性质和碳差不多 ， 也能形成复杂的结构 。 不过 ， 它所能产生的化学键的数量要少得多 ， 这极大地限制了它的生命潜力 。 但不是完全没有 ， 至少在理论上是这样 。 在宇宙中也有一些情况 ， 比如在金星这样富含硫酸的环境中 ， 硅基化学比碳基化学更稳定 。
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尽管硅原子的数量比碳原子多925:1 ， 这里的生命仍然是以碳为基础的 。 仅仅这一点就说明碳更好 。 然而改变一个星球表面的化学条件 ， 以及大气条件和温度 ， 硅基生命是有可能的 。
但是对于硅 ， 有一点我要说明一下 ， 这只适用于通过自然的偶然进化而产生的生命 。 其他生命(如活的电脑)的创造物而出现的生命 ， 也许可以被定义为硅基生命的一种形式 。 因此 ， 如果硅基生命不是自然产生的 ， 它的一种形式可能是人工产生的 。
理论上可能存在的其他形式的非碳生命是那些以金属和氧气为基础的生命 。 金属氧基的生命可能在某些条件下是可能的 ， 比如极高的温度 。 硫也可能是 ， 尽管与其他方法相比有点牵强 。 总之 ， 碳基是最有可能的生命形式 。
那其他液体呢?有人提出 ， 水不一定是所有生命的溶剂 ， 液态碳氢化合物甚至氨也是可以的 。 液氮和超临界流体形式的氢也被提出过 。 虽然不是普遍如此 ， 但水通常是良好的生命溶剂 。 它可以溶解各种各样的化合物 ， 可以作为酸 ， 可以作为碱 ， 这对生化反应很重要 。 水作为冰的密度也比作为液体的密度小 。 正因为如此 ， 水体表面会冻结 ， 而不是自下而上地冻结 ， 这一点对生命体也很有利 。
诸如此类的因素限制了生命体对液体的选择 ， 但还是有一些不错的选择 。 最好的候选者应该是氨：宇宙中丰富的 ， 大多数有机物质可以溶解在其中 ， 许多化学反应也可以在其中产生 。 缺点自然是有的 ， 遇氧易燃 ， 所以任何氨基生物都必须厌氧（地球上确实存在厌氧生物） 。 氨基生命复杂吗?我们还不知道 ， 但如果是这样的话 ， 它很可能存在于一个比地球生命温度更低的环境中 ， 新陈代谢和进化的速度也会更慢 。
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另一位候选人是甲烷 。 它可以以液体的形式存在 ， 但温度要比水低得多 ， 而且和氨一样 ， 大量存在于宇宙中 ， 也有优点和缺点 。 有趣的是 ， 在太阳系中确实有这么一个天体 ， 其湖泊中含有液态甲烷和其他碳氢化合物 。 对 ， 是土卫六 。 有证据表明 ， 这个寒冷黑暗的星球不仅像地球一样有湖泊和雨水的液体循环 ， 这些湖泊中还可能潜伏着生命 。 2010年 ， 约翰·霍普金斯大学的达雷尔·斯特罗贝尔发现 ， 泰坦的上层大气中的氢分子比下层大气中的多得多 。 下层氢气去哪里了？很有可能是生命体在消耗它！如果土卫六表面确实有生命存在 ， 它们可能会利用氢将乙烷和乙炔分解成甲烷作为能量来源 。 虽然存在生命不是氢缺失的唯一答案 ， 也不太可能 ， 目前还没有任何其他可能导致氢缺失的共识 。


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