研究稱(chēng)木星衛(wèi)星或存在似魚(yú)復(fù)雜生物(圖)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中生物 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


木衛(wèi)二冰冷的外殼下面,隱藏著深達(dá)160公里的廣闊海洋(圖片提供:NASA/JPL/DLR)

新浪科技訊,據(jù)美國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)站報(bào)道,在一顆距離太陽(yáng)數(shù)億英里遠(yuǎn)的恒星的海洋中,或許生活著像魚(yú)一樣的復(fù)雜生物。科學(xué)家認(rèn)為,在木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二冰冷的外殼下面,隱藏著深達(dá)100英里(約合160公里)的廣闊海洋,這顆衛(wèi)星的表面沒(méi)有陸地,完全被海洋所覆蓋。最新研究稱(chēng),木衛(wèi)二海洋的含氧量是科學(xué)家以前估計(jì)的一百多倍。

極有可能存在生命

實(shí)施最新研究的美國(guó)亞利桑那大學(xué)科學(xué)家理查德?格林伯格(RichardGreenberg)說(shuō),木衛(wèi)二的含氧量不僅僅可以支持只能在顯微鏡下才看得到的生命形式:從理論上講,至少有總計(jì)達(dá)300萬(wàn)噸像魚(yú)一樣的生物可能生活在木衛(wèi)二。格林伯格說(shuō):“并不是說(shuō)木衛(wèi)二上現(xiàn)在一定存在生命,但我們確實(shí)知道那里存在支持生命的物理?xiàng)l件!苯衲10月,在美國(guó)天文學(xué)會(huì)行星科學(xué)分會(huì)的會(huì)議上,格林伯格公布了他的研究成果。

美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所生態(tài)學(xué)家蒂莫西?沙克(TimothyShank)表示,事實(shí)上,根據(jù)我們當(dāng)前對(duì)木衛(wèi)二的了解,這顆衛(wèi)星的海底部分區(qū)域應(yīng)該與地球深海熱泉周?chē)h(huán)境極為相似。沙克并未參加最新研究,他說(shuō):“如果木衛(wèi)二上不存在生命,那我才會(huì)吃驚呢!彪m然科學(xué)家們做出了頗具前景的估計(jì),但對(duì)木衛(wèi)二生命如何進(jìn)化進(jìn)行猜測(cè)還為時(shí)尚早。要搞清木衛(wèi)二上化學(xué)分子的分布情況,木衛(wèi)二的地質(zhì)歷史能否為生命存在提供機(jī)會(huì)等問(wèn)題,則需要對(duì)其展開(kāi)深入探究,或許,正在開(kāi)發(fā)的美宇航局探測(cè)器能承擔(dān)這項(xiàng)使命。

木衛(wèi)二是意大利天文學(xué)家伽利略?伽利萊在1610年發(fā)現(xiàn)的,但是,直至美宇航局探測(cè)器“伽利略”1995年抵達(dá)木星系,科學(xué)家才能對(duì)木衛(wèi)二展開(kāi)全面研究!百だ浴碧綔y(cè)器的成果令科學(xué)家興奮不已,于是,美宇航局決定讓其在2003年撞向木星,以避免“伽利略”探測(cè)器污染此行的最重要發(fā)現(xiàn)之一:木衛(wèi)二表面的含鹽海洋。

木衛(wèi)二表面相對(duì)年輕

雖然“伽利略”并未直接發(fā)現(xiàn)海洋,但科學(xué)家依據(jù)木衛(wèi)二表面年代、化學(xué)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù),相信上面一定存在海洋。格林伯格舉例說(shuō),照片顯示木衛(wèi)二表面閃閃發(fā)光,表明它相對(duì)年輕。格林伯格還是《揭開(kāi)木衛(wèi)二神秘面紗:尋找木星海洋衛(wèi)星的生命》一書(shū)的作者。同太陽(yáng)系中其他行星和衛(wèi)星一樣,木衛(wèi)二的歷史也有40億年之久。不過(guò),木衛(wèi)二表面撞擊坑相對(duì)少,預(yù)示著冰冷的外殼可能只有5000萬(wàn)年歷史。格林伯格說(shuō):“現(xiàn)在的木衛(wèi)二表面狀況完全不同于地球上恐龍滅絕時(shí)上面的狀況!

木衛(wèi)二平坦的表面只有縱橫交錯(cuò)的山脊,這種地質(zhì)特征表明冰冷外殼正被潮汐力拉長(zhǎng)和壓扁。格林伯格解釋說(shuō):“我們習(xí)慣于將地球上的潮汐看作是只有在海岸邊才能看到的現(xiàn)象!笔聦(shí)上,太陽(yáng)和月球的引力可以更大規(guī)模、持續(xù)地將整個(gè)地球壓扁和拉長(zhǎng)。木衛(wèi)二體積同月球差不多,也會(huì)因潮汐力被拉展,不過(guò)不是被太陽(yáng),而是被巨大的木星引力。格林伯格稱(chēng),因潮汐力拉伸而產(chǎn)生的摩擦,可能令木衛(wèi)二表面溫度達(dá)到足以維持液態(tài)水的水平,即便它距離太陽(yáng)有4.83億(7.78億公里)英里之遙。

溫度更高的海洋物質(zhì)可能會(huì)從冰層縫隙滲出,在表面結(jié)冰,與此同時(shí),年代稍微久遠(yuǎn)的冰塊則會(huì)下沉融化,融入液態(tài)水中,結(jié)冰和融化的速率是一樣的。這種往復(fù)循環(huán)可以解釋木衛(wèi)二表面冰層看上去年輕的原因,也為表面氧氣滲入地下海洋打開(kāi)了方便之門(mén)。當(dāng)木星磁場(chǎng)的帶電粒子撞擊冰層,便會(huì)形成氧。根據(jù)他對(duì)木衛(wèi)二結(jié)冰和融化速率的估計(jì),格林伯格認(rèn)為表面氧氣首次到達(dá)下面的海洋可能需要10億至20億年之久。

“翻新”進(jìn)程生成大量氧氣

據(jù)格林伯格介紹,在這種循環(huán)進(jìn)程開(kāi)始數(shù)百萬(wàn)年后,木衛(wèi)二海洋的氧氣到達(dá)了當(dāng)前的水平??已經(jīng)超過(guò)地球海洋中的氧氣水平。這一時(shí)間限度的確增加了生命在木衛(wèi)二上扎根的幾率。一開(kāi)始,最原始的生命形式不需要氧氣也能形成。格林伯格說(shuō):“氧氣往往會(huì)造成其他分子分解。所以,如果存在氧氣,像DNA這樣的遺傳材料反倒不能自由組合。正是氧氣存在的這種時(shí)間差,遺傳材料和結(jié)構(gòu)才得以形成。當(dāng)氧氣來(lái)到時(shí),有機(jī)物至少已經(jīng)擁有了抵抗能力!

同樣,氧氣突然增多會(huì)殺死不適應(yīng)這種高度活躍元素的生命形式。如果氧氣姍姍來(lái)遲,有機(jī)物可以慢慢適應(yīng),最終能承受高度活躍的氧氣,甚至是依賴(lài)??科學(xué)家認(rèn)為這一進(jìn)程就曾發(fā)生在早期地球上。

存在生命的幾個(gè)條件

格林伯格對(duì)木衛(wèi)二海洋含氧量的樂(lè)觀估計(jì),以及因此做出的木衛(wèi)二可能存在似魚(yú)生物的猜測(cè),取決于木衛(wèi)二表面冰層循環(huán)必須保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的速率上??這種情況下是每隔5000萬(wàn)年徹底“翻新”一次。不過(guò),美宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家羅伯特?帕帕拉多認(rèn)為,這一過(guò)程更有可能斷斷續(xù)續(xù),因此,含氧量比格林伯格估計(jì)的要低,進(jìn)而存在似魚(yú)生物的幾率也更低。帕帕拉多說(shuō):“或許,在5000萬(wàn)年前,這種進(jìn)程速度飛快,現(xiàn)在趨于減速,變得更加遲緩!

帕帕拉多舉例說(shuō),木衛(wèi)二還要受到相鄰衛(wèi)星木衛(wèi)一引力的拉拽約束,木衛(wèi)一繞木星的運(yùn)行軌道很古怪。這意味著木衛(wèi)一可能會(huì)以極端循環(huán)推拉木衛(wèi)二,導(dǎo)致木衛(wèi)二的潮汐摩擦忽高忽低。即便帕帕拉多的猜測(cè)是對(duì)的,氧氣也能到達(dá)木衛(wèi)二的地下海洋,雖然在數(shù)量上可能無(wú)法支持復(fù)雜的生命形式。他表示,由于冰的長(zhǎng)期行為像是流體,表面元素可以通過(guò)固體冰到達(dá)木衛(wèi)二的海洋中。

帕帕拉多說(shuō):“可以想象‘熔巖燈’的畫(huà)面:一團(tuán)團(tuán)溫度更高的物質(zhì)不斷上升,一團(tuán)團(tuán)溫度更低的物質(zhì)不斷下沉,這其實(shí)就是發(fā)生在冰身上的現(xiàn)象??冰塊上升可能需要十萬(wàn)年!迸c此同時(shí),如果木衛(wèi)二的潮汐運(yùn)動(dòng)斷斷續(xù)續(xù),來(lái)自巖質(zhì)地幔的熱量和營(yíng)養(yǎng)的發(fā)生速率會(huì)因此改變。帕帕拉多說(shuō):“假如木衛(wèi)二海洋存在微生物,如果每隔數(shù)十萬(wàn)年溫度突然升高,化學(xué)物質(zhì)突然增多,這對(duì)微生物的進(jìn)化意味著什么?這可能會(huì)生成更頑強(qiáng)的微生物,但不一定是復(fù)雜的生命形式!

另外,木衛(wèi)二存在生命的幾率大小還取決于潮汐摩擦是否會(huì)令這顆衛(wèi)星的溫度一路升高至巖質(zhì)核心的高度。帕帕拉多說(shuō),如果木衛(wèi)二的固態(tài)核心確實(shí)很熱,“那么可能就有海底黑煙柱不斷向外噴射熱量和化學(xué)物質(zhì),如果溫度不高,維持生命存在所需的被溶解的營(yíng)養(yǎng)物數(shù)量會(huì)很有限。”

搜尋地外文明計(jì)劃(SETI)的天體生物學(xué)家辛西婭?菲利普斯(CynthiaPhillips)指出,事實(shí)上,即便木衛(wèi)二海洋中的含氧量極高,但鑒于用以維持生命所需的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)物的數(shù)量,這顆衛(wèi)星上也不可能存在大過(guò)細(xì)菌的生物。菲利普斯說(shuō):“雖然木衛(wèi)二上有巨型烏賊的想法的確令人激動(dòng)不已,不過(guò),那里不可能存在這樣大的生物!

對(duì)于一些科學(xué)家來(lái)說(shuō),木衛(wèi)二至少有微生物的說(shuō)法就很有誘惑力,包括沙克在內(nèi)的研究人員認(rèn)為木衛(wèi)二上可能存在像地球上一樣的熾熱的海底熱泉。部分微生物能以海底熱泉化學(xué)物質(zhì)形成的氣體為生。在木衛(wèi)二上,這種化學(xué)物質(zhì)可能是食物鏈的基礎(chǔ),水中的氧氣或許支持復(fù)雜生命形式。

沙克表示,將來(lái)有一天,探測(cè)器可能會(huì)被派到木衛(wèi)二,穿透冰層對(duì)地下海洋進(jìn)行勘測(cè),這一定程度上就像是遙控潛水器深入地球上的海洋,尋找由看不見(jiàn)的海底熱泉釋放的營(yíng)養(yǎng)物一樣。不過(guò),科學(xué)家必須首先開(kāi)發(fā)出可探查DNA、RNA和其他生命化學(xué)信號(hào)的傳感器。派到木衛(wèi)二的探測(cè)器一定要比現(xiàn)有模式更小、更輕,電池使用壽命更長(zhǎng),同時(shí)還要具備穿透數(shù)英里冰層的鉆探能力。沙克說(shuō),堅(jiān)固耐用的通訊設(shè)備同樣必不可少:“即便到達(dá)目的地,發(fā)現(xiàn)了生命,如果不能將信息及時(shí)地傳遞出來(lái),一切努力都將白費(fèi)。”

美宇航局探測(cè)任務(wù)

不過(guò),美宇航局下一步探測(cè)木衛(wèi)二更有可能是發(fā)射軌道器而不是水下探測(cè)器,這也是美宇航局同歐洲航天局聯(lián)合任務(wù)的一部分。菲利普斯指出,外界雖對(duì)這種任務(wù)充滿(mǎn)期待,但它們卻要面臨諸多障礙。木星及其衛(wèi)星距離地球最近時(shí),大概相距3.65億英里(約合5.88億公里)所以,按照目前的技術(shù)水平,到達(dá)木星系要用5到6年時(shí)間。

菲利普斯稱(chēng),如此遠(yuǎn)的距離讓太陽(yáng)能探測(cè)器無(wú)法得到足夠的陽(yáng)光照射,這樣,只能采用核動(dòng)力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。他說(shuō):“如果你想繞木衛(wèi)二軌道旋轉(zhuǎn),輻射最終會(huì)將探測(cè)器烤糊。即便最終到達(dá)木衛(wèi)二,幸運(yùn)的話(huà),也只能繞其軌道飛行兩個(gè)月時(shí)間!迸僚晾啾硎,美宇航局開(kāi)發(fā)的木衛(wèi)二軌道器一定要保證堅(jiān)固耐用,以便在因輻射或其他環(huán)境壓力停止運(yùn)轉(zhuǎn)前,可以堅(jiān)持運(yùn)行一年左右的時(shí)間。

這種任務(wù)或許能找到木衛(wèi)二有復(fù)雜生命的確鑿證據(jù),不過(guò)帕帕拉多稱(chēng),這也是只是科學(xué)家的樂(lè)觀看法。他說(shuō):“保守看法可能會(huì)問(wèn):木衛(wèi)二是否存在足夠多的化學(xué)能量以維持各個(gè)類(lèi)型的生物體茁壯成長(zhǎng)?這并非沒(méi)有可能,可首先要到木衛(wèi)二上看一看那里的實(shí)際情況!


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/chuzhong/435360.html

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