矽是地殼中第二豐富的元素,為什麼地球上沒有矽基生命?

2020-12-04 星辰大海路上的種花家

科學家拿確實有沒有氧氣來判定這個星球上有沒有生命，那麼人家外星人靠氫氣氦氣來呼吸不行嗎？

其實這個話題咋看上去非常具有說服力，宇宙那麼大，為什麼都要像人類一樣呼吸氧氣，需要水以及碳水化物補充能量，就不能呼吸氫氣氦氣甚至氮氣，不行嗎？不妨來看看有這樣的可能嗎？

一、有多少種可能的生命？

不要以為就你們想到了宇宙中存在其他類型的生命，因為科學家的腦洞比各位大多了，要不然各位咋就沒成為科學家呢？那麼有多少中可能的生命類型呢？

碳基生命

1.碳基水基生命，以碳為核心元素，水為介質的生命類型

2.碳基氨基生命，以碳為核心元素，氨為介質的生命類型

3.硼基硼基氟化氫基生命，以硼為核心元素，氟化氫為介質的生命類型

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矽基生命 以矽為核心元素，矽烷為介質的生命類型

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能量形式的生命 以內量形式（沒有實體）存在，比如等離子體狀態的生命類型

人造類型的生命 不做新陳代謝的生物電能或者量子計算機為載體的生物

以電磁波與信息形式存在的生命

你不得不佩服科學家的腦洞，但問題提出很簡單，求證卻很難，所有大膽設想，嚴密論證的科學思維就要了科學家的親命！

二、迄今為止發現了哪幾種類型的生命？

當然您並沒有猜錯，我們在地球上僅僅是發現了碳基類型的生命，在月球和火星上均未發現任何類型的生命，而更遙遠的宇宙深處，除了發現部分有機分子以外則是一片空白，留待各位去發現！

三、為什麼地球上有那麼多可能形成生命的化合物，卻只出現了碳基生命？

這是一個非常好的問題，這首先得來了解下碳元素的特性：原子有四個自由電子，其還原性和氧化性基本相當，而且碳原子只有兩個電子層，比同族的鍺、錫，矽，鉛等元素強一些，並且碳鏈通過碳原子的勾勾搭搭長度可以有2個一直到數千個，因此以碳鏈為骨架的有機分子是地球上無數有機化合物的基礎！而碳基生命從碳水化物中獲取能量的過程則是有氧化過程完成的，儘管碳基在地球上多種優越性，但碳基生命分子結構並不穩定，無論是高溫還是低溫都可以破壞這個結構，或者在輻射的條件下可以達到破壞條件，因此從這個角度講碳基生命也是非常脆弱的！

那麼吃瓜群眾的問題也來了，為什麼就有四個電子的碳原子可以呢？別的不行嗎？其實並不是，其他組成分子鏈更複雜的完全沒有問題，但關鍵並不是要複雜，而是要穩定，因為生命需要有一個穩定的載體！

四、矽跟碳的功能類似，也許會稍稍弱那麼一點，但地殼中矽元素最豐富（除氧元素以外），為什麼從未出現矽基生命？因為矽可以形成矽烷或者矽酮等長鏈的方式形成生命，而且更具矽化合物的特徵甚至可以在高溫下生存，這不是更具優越性？

1.矽形成鏈的能力是比較差的，矽烷的矽數只能達到8而且穩定性非常差。

2.其實矽烷以及衍生物的熱穩定性也非常差

3.很多溶劑都會破壞矽-矽鍵，無法作為生命的介質

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所以矽形成矽基生命的希望是幻滅的，即使矽元素是地殼中第二大元素也沒有毛用！

五、也許宇宙中有條件迥異的星球，為什麼我們只找有液態水星球的生命？

這理解起來其實不難，宇宙中的天天何止千千萬，但據我們所知也就地球上形成了生命，這是最好的案例，也是唯一的案例，那麼我們在尋找生命時候當然會傾向於和我們條件類似的星球，並且碳基生命有如此多的優勢在地球如此優秀條件的星球中脫穎而出，這都是有原因的！假如我們放著這麼大個案例不去參考，非得要太陽上找生命，很抱歉，你可以領盒飯走人了！

地球生命的演化史

另外碳基生命的介質-水是非常關鍵的，因此系外行星搜索時我們會非常感興趣液態水的存在，但我們並不是特別關心氧的存在，為何會如此，氧不是生命必須的氣體嗎？其實不然，在地球上就有很多不需要氧就能生存的生命，比如大腸桿菌可以有氧也可以無氧（發酵來獲取能量），乳酸菌則有氧無氧都主要利用發酵！但有一點要指出的是只要有水就會存在氧氣，因為液態水的存在，在溫暖的氣候下會大量蒸發，而高層大氣中的光解則會讓氫元素逃逸而留下氧元素，儘管非常微量，但數十億年累計將是非常可觀的數量！

相關焦點

  • 為什麼地球上都是碳基生命,科學家探索的矽基生命有沒有可能存在
    地球上生命的形式雖然多種多樣，物種龐雜繁複，但從本質上來說，所有的生命都源於一個共同的基礎，那就是碳元素，也就是說所有的生命都是碳基生命。人類如此，植物動物如此，就連微生物也是如此。為什麼地球上的生命都是炭基生命？
  • 矽基生命是什麼形式的?
    但是如果生命可以由不同的東西構成呢？元素周期表中有一種元素非常接近碳，有人認為這可能是生命的另一種化學基礎。我們更習慣於在電腦晶片、沙子和潤滑劑中找到它。矽基生命形式看起來可能是什麼樣的生命？地球上的生命地球上所有已知的生命都是基於碳元素。它是宇宙中第四豐富的元素；在我們的身體裡，它約佔我們質量的18.5 %。它是脂質等生物分子的重要組成部分，蛋白質碳水化合物和核酸。
  • 地球生命為何只選擇碳基生命 而不是矽基生命呢?
    為什麼地球生命非得是碳基生命，而不是非碳基生命呢？外星生命有可能是矽基生命嗎？宇宙中到底有沒有非碳基生命？我們就來啃啃這塊硬骨頭。先說說，大自然為什麼讓地球生命自然選擇碳基生命？是這樣的，包括人類在內的所有地球生命，活體細胞中多數的氧元素，其實是以水的形式存在的，含在水分子H2O裡了。然而，對細胞結構和功能起關鍵作用的，卻是另外一種元素——這就是碳。所以呢，我們說地球生命都是以碳元素為基礎的，於是就叫碳基生命 Carbon-Based Life。
  • 碳基生命的天堂是地球,而宇宙更適合矽基生命.矽基生命是什麼?
    地球具有合適的溫度、擁有豐富的水資源以及磁場和大氣層的保護，在這種條件下生命會繁殖。地球是唯一具有這種獨特條件的已知行星。從概率的角度來看，地球絕對可以稱為宇宙中的傳奇。在地球之外，環境對生命是極為不利的。在太陽系中，最環保的行星是火星，但生命幾乎不可能在火星上生存。火星沒有磁場保護，大氣極薄，晝夜溫差可達到200度以上。這些是終生無法承受的。
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打10個
    我們經常能產生這樣的問題，是因為我們關於外星生命的討論經常都是以碳為基礎的，每當我們發現一顆新行星的時候，要想知道它上面有沒有生命首先會確認這個星球上有沒有液態水的存在，因為液態水是地球上碳基生命所必須的載體介質，是我們認為生命存在的必要條件。
  • 矽基生命和碳基生命哪個強?科學家:可以1個打是10個
    如果宇宙中其他星球上存在生命，那麼有沒有可能是矽基生命呢？我們經常能產生這樣的問題，是因為我們關於外星生命的討論經常都是以碳為基礎的，每當我們發現一顆新行星的時候，要想知道它上面有沒有生命首先會確認這個星球上有沒有液態水的存在，因為液態水是地球上碳基生命所必須的載體介質，是我們認為生命存在的必要條件。
  • 外星生命是矽基的嗎?地球生命所需的氧氣竟是矽基生命的致命毒氣
    為何人類不稱其為氧基生命，反而將自身命名為碳基生命呢？你知道嗎？包括人類在內的所有地球生命，活體細胞中氧元素多數是以水的形式存在水分子中的，然而，對細胞結構及功能起到了至關重要的作用卻是另外一種元素碳，因此人類指出地球生命均以碳元素為基礎，故而稱其為碳基生命，至此，也引出出了一個最關鍵的問題，為什麼生命選擇了碳元素，而沒有選擇其它元素呢？
  • 地球是碳基生命的天堂,而宇宙更適合矽基生命,矽基生命什麼樣?
    在太陽系之中，除去地球，環境最為宜居的行星就是火星了，然而生命要想在火星上生存幾乎是不可能的。火星沒有磁場的保護，大氣異常稀薄，晝夜溫差可以達到200多度，這些都是生命所無法承受的。而地球的另一個鄰居金星，其環境就更加惡劣了。
  • 地球是碳基生命的天堂,而宇宙更適合矽基生命,矽基生命長什麼樣?
    生命是宇宙中最為神奇的事物，迄今為止，我們已知只有我們地球上有生命體，這裡是屬於碳基生命的世界，但是科學家們根據元素周期表上各種元素不同性質的表現認為，生命未必只會基於碳基存在，另外很可能還有硫基生命、氨基生命、硼基生命、矽基生命、砷基生命等，氨之外的這些元素的某些化學性質與碳元素相類，有可能與其他元素或化合物形成某種生命體。
  • 碳基生命與矽基、硼基生命的比較
    生物儲存遺傳信息需要一些結構複雜的大分子，在地球上主要是DNA和RNA。還有一些生物大分子負責催化各種維持生命活動的化學反應。這些複雜的大分子必須要有結構穩定的骨架，地球上的生物大分子主要以碳元素為骨架，所以稱為碳基生物。雖然元素周期表中有那麼多種元素，卻只有硼、矽和碳，才能形成長鏈大分子。
  • 變形金剛是矽基生命?宇宙中真的存在這種生命嗎?
    雖然就提了一嘴，但是番薯哥還是記住了，然鵝……啥是矽基生命？這種生命和人類有啥區別？一直都沒認真想過，還真是因為之前那篇文章的評論，番薯哥也是學過好幾年生物課的人，也從來沒有學過這個東西，只能是查查資料，自己理解一下。說矽基生命之前，先科普一下基本構成元素——矽。
  • 矽基生命究竟會以怎樣的生命形態存在?
    在地殼的元素含量中除了氧元素約佔48.6%，矽元素在地殼元素含量也是排在第二位，這也意味著人們可以大量開發和使用矽元素。眾所周知，地球上的生命最重要的組成元素是碳，而碳與矽在元素周期表中同處第四主族，兩種元素之間存在著一些相似的地方。
  • 發現地外生命為什麼如此困難?或許我們忽略了矽基生命
    宇宙中有數以億計的恆星，理論上有很多行星都存在著演化出生命的條件 。到目前為止，別說地外文明了，就連最簡單的地外微生物我們都沒有發現。或許我們的尋找方向就是錯誤的，我們總是以人類的標準去尋找地外生命。或許這些生命的生存方式完全和我們不一樣，比如它們完全不需要水，不需要氧氣，耐高溫，它們還有可能是一種矽基生命。碳元素在宇宙中是一種十分豐富的元素，它也是構成地球生命最基本的基建模塊。碳原子的分子結構十分特別，它的原子可以形成四個鍵，可以和氧等元素形成長鏈，我們稱之為聚合物。
  • 什麼是矽基生命 ?矽基生命為什麼會永生？
    矽基生命就像是電子產品一樣，交流方式所使用的意識波，智慧會延續，並且還能夠升級，與人類不同。如果真的有這樣的生命存在，那麼人類的勝算比較小。矽基生命猶如超級電腦，如果是這樣的一類生命體，那麼一定會永生。
  • 為什麼我們是碳基生命而非矽基生命呢?和元素的性質有關嗎
    地球上已經具備宇宙中所有元素，從而演化出碳基生命，會飛的會跑的，有毒的帶刺的，需氧的厭氧的，骨頭在裡面的與在外面的，等等什麼生命形態俱全。
  • 為什麼說矽基生命比碳基生命高級?矽基生命真的存在嗎?
    根據元素周期表的排序來看，碳元素是唯二能夠形成四個化學鍵的元素，這就造成了碳元素形成的化合物具有其它元素所不能比擬的多樣性！而地球上的所有生命就是通過碳元素為根基，搭建出了一個個迥異的生命。幾乎所有的地球生命離開了水和氧氣都是無法生存的。然而根據科學家們的觀測結果，宇宙中擁有水和氧氣的星球極其罕見！那麼，宇宙中就沒有其它生命存在的可能嗎？答案是否定的！除了碳元素以外，還有一個化學性質跟碳元素非常相似，也能夠形成四個化學鍵的元素，那就是矽元素！
  • 矽基生命遍布宇宙,為何地球上沒有?科學家:他們來地球像來地獄
    我們所生活的地球上擁有著各式各樣的生命形態，就不完全同居人類已知的物種便已經超過了100多萬種；從本質上講，地球上的所有生命，包括人類、動植物甚至微生物，都離不開一種基本元素，那就是碳元素。
  • 矽基生命是可能的嗎
    ----文/萬象NASA公布的砷生命消息，將生命的可能性又大大擴展了一步，這次科學現實走在了科幻的前面。實際上，砷生命仍然是碳基生命，它們只是用砷取代了磷，正所謂「甲之熊掌，乙之砒霜」。科幻中對非碳基生命的描寫有很多，絕大多數都集中在矽基生命，矽是上帝創造的第二種生命元素。
  • 人類遲遲沒有找到外星人,是不是因為外星人是矽基生命?
    首先我們來了解什麼是矽基生命1891年天體物理學家申納爾，在他的一篇文章中，探討了以矽為基礎生命存在的可能性，因為矽元素和碳元素一樣，都能組成長分子鏈，而分子鏈又是生命的基礎，雖然矽元素的分子鏈不像碳元素那樣「牢固」，但如果把它們置身於高溫高壓環境中，矽元素分子鏈一樣能長期穩定存在，只不過可塑性較差而已。
  • 宇宙中很可能沒有自然產生的矽基生命，碳基才是宇宙主流生命形式
    一說到尋找外星生命，就會有很多朋友說宇宙中的生命不一定都是碳基生物。如果宇宙中有很多生命，相比較與矽基或者其他生物，碳基生物才是更主流的存在，為什麼這麼說呢？大家接著看下去就會明白了。全劇終，根本沒有下一步的反應。那除了這些星球呢？宇宙中的星球太多了，沒錯，科學家們研究了矽的替代溶劑，包括低溫溶劑，不過，任何化合物都很難在如此低溫的環境下有反應，這是為了模擬其他星球的表面環境，就比如月球，你想不到吧，太陽系最寒冷的地方在月球背面的隕石坑中，數十億年來那裡從來沒有過一絲陽光。所以，儘管矽在地球上有許多生物學用途，但矽是其他地方生命的主要組成部分的可能性是很低的。