再见卡西尼!为什么要去遥远的土星寻找生命?

作者: Ent

来源: 果壳网

发布日期: 2017-09-16

卡西尼探测器在土星系统中的发现揭示了土卫二可能存在生命萌芽的条件,包括液态水、氢气的存在以及与岩石的化学反应,这些发现对于理解生命的起源和宇宙中其他可能存在的生命形式具有重要意义。

北京时间昨天下午7点56分30秒,卡西尼探测器陨落土星。20年来,这艘无畏的无人探测器,向地球传回了大量的科学数据和图像,带我们从原本无法触及的视角领略土星和宇宙之美。1997年,他启程投入未知的太空,并于2004年6月30日抵达土星系统。今天,让我们一起回顾卡西尼探测器最重大的发现——他在异星发现了海洋,那里或许会有生命的萌芽。

生命是如何诞生的?

中学的时候我们都学过米勒实验:在还原性气体里通电火花,就能生成很多简单的有机分子。这就是所谓的原始汤假说的基础。那个时候大家认为,生命的关键是原料,只要有了一锅原材料的汤,生命就自然会诞生。后来大家意识到不对了。把一锅灭菌的氨基酸汤密封起来装个罐头,等待一亿年,它会产生生命吗?并不会,因为没有能量流动。生命的核心是新陈代谢,一定要有什么能量来持续驱动着它的运行,否则生命就不可能诞生。

最早的生命肯定不会利用阳光(太难),也不能指望闪电(太罕见又太粗暴)。那么,有什么能量是又方便又连续又能天然产生的呢?

在地球上,研究者认为最大的希望在深海泉口。这些泉口里因为海水和岩石的化学反应,会源源不断释放出氢气,这些氢气和二氧化碳反应可以得到甲烷,甚至可以得到更复杂的有机小分子。这个自发进行的反应就是一个天然而好用的能量流动,最初的生命很有可能是搭上了它的便车而开始了自己的萌芽。卡西尼探测器在土卫二上发现了这种化学反应。

从19世纪开始人们就幻想地球的最近邻——火星和金星上有生命存在。

现实是,远离太阳的冰冷之处反而可以有液态水。遥远距离意味着它们得不到足够的太阳光,表面如果有水也是冰封一片,但潮汐力和放射性元素的热量,却足以在这里形成冰下海洋。土卫二就是这样一个星球。卡西尼探测器发现它的表面虽被水冰覆盖,但在南极地区有很多孔洞,从这里它把自己的海洋连续不断地喷向太空,迄今为止已经找到了超过100个这样的冷火山。

事实上,它喷出的海洋构成了一整条土星环:天文学家早就通过计算发现土星的E环不稳定,本应该在几十万年之内就分崩离析,它能存留至今必定有持续的新物质输入。卡西尼证明,这些物质绝大部分就是土卫二的喷泉。

而就在今年,卡西尼发现这些喷泉里还包含了数量巨大的氢气。这些氢气远超平衡态应有的量,证明一定有某个未知过程在源源不断地产生新的氢气,注入冰层下的海洋里。

过去证据已经表明土卫二的海水确实在和海底岩石发生化学反应。具体反应细节并不完全清楚,但是很有可能和地球上水与岩石反应产生氢气的过程类似。倘若果真如此,那么它也许就已经具备了原始生命最重要的条件之一。这还不是生命的证据,当然更不是说它适合人类居住——但是,可能真的会有生命的萌芽在这里出现,甚至已经出现。

也许,这是最重要的瞬间。

这也是为何卡西尼在围绕土星做出无数发现之后,终章必须和土星化为一体的根本原因。一旦探测器的燃料耗尽,地面人员就不能控制他的轨道,无法保证不会和土卫二或者其他有可能诞生生命的土星卫星(比如土卫六)相撞。在卡西尼出发前,人们对土星的卫星还知之甚少,根本不认为它有生命可能,所以卡西尼项目被归为不需消毒的一类。直到卡西尼抵达之后,研究者才发现自己的错误。

万幸的是,卡西尼携带的惠更斯探测器落在了土卫六的陆地上而非海洋里,并且土卫二还是安全的。但是这个失误不能再犯第二次了。的确,撞上的概率很小,但是生命从无到有的诞生需要时间太长,充满了太多的偶然,而又太重要了。迄今为止,我们所知道的所有生命都同出一源,对生命根基的了解只有一个数据点。纵然比不上发现外星人,找到一个外星生命的独立萌芽,也堪称历史上最重要的瞬间了。

卡西尼探测器的旅程已经到达终点,而我们,还将继续飞往群星。

UUID: cbd679a5-7bf0-4a70-b028-e554796917c3

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/物种日历公众号-pdf2txt/2017年/2017-09-16_再见卡西尼!为什么要去遥远的土星寻找生命?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0041 元