探测外星人是否存在？甲烷可能是关键

• 2022-03-30 05:29:39 来源：科技日报

科技日报实习记者 张佳欣

地球以外的行星上是否有生命存在？其证据不可能像外星飞船降落在巴黎埃菲尔铁塔旁边那样引人注目，更可能来自对遥远行星的观测——该行星带有暗示生物活动的大气化学物质。一项发表在28日的《美国国家科学院院刊》上的新研究证明，如果宇宙中有丰富的生命，那么其大气中的甲烷或是能探测到的地球以外生命的第一个迹象。

如果可以排除非生物来源，行星大气中的甲烷可能是生命存在的标志。这张插图总结了地球上已知的甲烷非生物来源，包括火山的排气、大洋中脊、热液喷口和俯冲带等环境中的反应，以及小行星和彗星的影响。图片来源：物理学家组织网©埃琳娜·哈特利

甲烷是地球大气中重要的微量气体，含量低于百万分之二。这项新研究的主要作者、美国加州大学圣克鲁兹分校天文学和天体物理学研究生玛吉·汤普森说：“在地球上，绝大多数甲烷是由生命产生的。”而非生物产生的甲烷比例微乎其微。

研究人员指出，甲烷是一种很好的生物特征。首先，即使外星生命的生物化学与地球生物圈的生物化学完全不同，但对于任何基于碳的生命来说，甲烷生成都是一种明显而简单的代谢策略，因此其他地方的生命产生甲烷也不足为奇。

其次，如果没有生命有机体的持续补充，甲烷就不会在可居住的岩石行星的大气中持续很长时间。在地球上，大气中的甲烷是不稳定的，容易被光化学反应破坏，但地球有生物在持续补充甲烷。

第三个证据是甲烷的非生物过程来源，如火山作用或大洋中脊和热液喷口的化学反应，很难维持甲烷的补给。例如，火山释放的气体会将甲烷和一氧化碳添加到大气中，但生物活动往往会很容易地消耗一氧化碳。因此，非生物过程不能像在地球那样轻易产生富含甲烷和二氧化碳、却几乎没有一氧化碳的宜居行星大气。

因此，研究人员得出结论，对于一颗围绕类日恒星运行的岩石行星来说，如果大气中也有二氧化碳，甲烷比一氧化碳更丰富，并且可以排除极富水的行星成分，那么大气甲烷更有可能被认为是存在生命的强烈指示。

该研究强调，其他行星环境可能十分富有多样性，也许还有其他非生物甲烷生产过程。

与大气中的氧气等其他潜在的生物特征不同，甲烷是少数可以使用詹姆斯·韦布空间望远镜检测到的气体之一。

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