生命起源,地球不是唯一(連載一)

在浩瀚無垠的宇宙中，誕生了數以萬計的星星，其中有一顆表面三分之二被海洋覆蓋的巖質行星，被人類認為是一顆獨特而又孤獨的行星，那就是地球。

地球為什麼獨特？因為她孕育了生命，更重要的是孕育了我們自詡為智慧生物的人類，我們認為她獨特。

地球

然而在太陽系形成初期，八大行星幾乎同時形成，為什麼經過近五十億年的演化之後，目前只有地球形成了生命，其他的星球荒蕪一片？不禁要問，什麼樣的環境才有可能出現生命呢？

在人類的視界之內，所有的生命都以碳元素為基礎，那些有可能以氮基或者矽基為基礎的生命形式目前還存在於科幻小說中，我們就不予浪費口舌。

一個行星出現碳基生命的必要條件是什麼呢？液態水、活躍的地殼活動，缺一不可。為什麼是這兩個必要要素呢？在地球上它們從何而來？

液態水

我們都知道，水是生命之源。高中生物課本告訴我們，水不僅是構成生物組織的重要成分，而且大多數生物化學反應只能在是在水溶液中進行，所以就算是水以冰的形式存在，生物就無法進行生物化學反應，生命也就不可能出現。所以，液態水對於生命起源的重要性不言而喻。

在宇宙形成之初，只存在無數的電子和質子，這些質子和電子互相碰撞、結合，首先出現質量較小的氫、氦等元素。直至現在氫和氦也是宇宙最普遍元素，無論是類似太陽的恆星還是在類似木星的氣態行星。

原始地球

這些小質量的元素，進一步聚變形成更重的元素，比如氫元素聚變形成氦，氦聚變形成碳、氧等元素，碳、氧聚變形成鈉鎂鋁矽之類的元素……而水則是由氫氧兩種質量較低的元素化合而成。所以，至少從化學元素的角度，水在宇宙中根本就不是一個稀罕的東西。事實證明也是如此，水也是宇宙很常見的物質，無論是從落在地球上的隕石，還是對太陽系彗星、火星、土星和木星衛星的觀察，都發現了水存在的證據。

所以在最初形成地球的塵埃裡、碎石中存在大量水分子，或者大量的氫離子和氫氧根離子，這些物質在地球形成過程中大量的積累，隨著地球的逐漸冷卻，這些水分子匯集到了地球表面，形成了海洋。

活躍的地殼活動

提起地殼活動，首先可能想到的是火山噴發、地震，這些自然界目前發生的災難。然而在生命的形成過程中，地殼活動扮演著重要角色。

在地球的形成初期，地面表面還沒有堅硬的地殼，地球被熾熱流動的熔巖覆蓋，而且遭到大量小行星和彗星的襲擊。熔巖中產生二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、二氧化碳硫等氣體逐漸形成了原始大氣層，值得一提的是原始大氣中氧氣含量很少，氧氣是由後來的生命製造。

火山肆意

其次，熔巖流中氫離子和氫氧根離子化合生水和本來熔巖流儲藏的水分子以蒸氣的方式排到大氣中冷卻，然後又通過降雨回到熔巖中，這個反覆的過程持續了8億年，直到38億年前，熔巖才冷卻下來，地殼形成，這些水才慢慢匯集成海洋，形成了地球的「原始湯」。

地球結構

最重要的是，在地球熔巖肆溢的狀態下，重力分異作用導致了地球「核-幔-殼」結構的形成，簡單的來說就是，以鐵和鎳為主的重元素下沉形成了地核，以矽和鋁為主的較輕的物質向上走形成了地殼。固體的地核和流動的地幔形成了一個「自激發電機」，形成了地球的保護罩——地磁場，避免了宇宙高能粒子破壞大氣層。

除此之外，活躍的地殼活動還為生命的起源充當催化劑的作用，下面會詳細的提到。

地殼活動、液態水為生命的誕生提供了基礎的物質條件，但是從無機物到有機物一個巨大的質的改變，有機物才是構成生命的基本物質，那麼有機物從何而來呢？

關於這個問題的解答，最著名就是米勒實驗。米勒製造一個密閉的容器，容器中充滿甲烷、氨氣和氫氣、水蒸氣的混合氣體用來模擬原始大氣，將容器內的水煮沸模擬原始海洋，然後在火花放電模擬雷鳴閃電的原始大條件下生成的有機物。到目前為止，用米勒模擬實驗和其它類似實驗，已能合成出20種天然胺基酸中的17種。

米勒實驗模型

我們再反過來看看地球原始的環境，在地球形成最初的8億年中，地表的巖漿活動中產生二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、二氧化碳硫等氣體形成了原始大氣，大氣中充滿了從熔巖中排出的水蒸氣。

那麼閃電哪裡來呢？

我們都知道閃電就是正負電荷的接觸觸發的，在地球上火山噴發時常常伴隨著絢麗的閃電。而在原始的地球上，由於活躍的地殼活動，隨處都是火山噴發，那麼電閃雷鳴的現象遍地都是，而且這些電閃雷鳴持續了幾億年，在這個過程中，有機物被合成，然後隨著雨水衝淋到原始海洋裡，形成組成核酸和蛋白質大分子的基本配件。

火山閃電

近年，科學家在墜入地球的隕石上找到了胺基酸，便說有機物起源於外太空，這種說法也遭到一些科學家的質疑，因為隕石在墜落地球的時候很可能受到汙染。即使說是有機物來自宇宙，那麼宇宙的有機物又來自哪裡呢？高等文明播撒的種子？那麼高等文明又來自哪裡呢？

這樣問下去會陷入一個雞生蛋蛋生雞的困境循環裡。在物質的宇宙裡，一切都是由基本的粒子演化而來，既然宇宙能合成有機物，那為什麼有機物不能在地球上合成，畢竟地球已具備合成有機物的條件。

此時，生命誕生的必要物質有機物已經出現了，離生命的誕生還會遠嗎？

生命可以在巖漿四溢的洋中脊滾燙的熱液中存在，也可以在常年氣候在零下四五十度南極存在，甚至有些生命的極限我們人類還沒完全的發覺。那麼不禁要問到，和地球幾乎同時形成的其他行星，都是由太陽系的塵埃和碎石組成，為什麼其他行星沒有出現生命呢？畢竟生命的誕生好像只和液態水和地殼活動有關。

首先，太陽系內的4顆氣態巨行星、木星、土星、天王星和海王星，它們大氣中充滿了由氫、氦、氖等輕元素氣體，表面被固態厚厚的固態氫、甲烷等混合物覆蓋。如果這些星球有火山活動，那麼會是怎麼呢？你可以想像把一根燃燒的火柴扔進煤氣罐的場景，所以這四顆行星已經排除到生命誕生的門外。

木星結構

水星，作為離太陽最近的行星，巖漿活動早已停止，大氣被太陽輻射的高能粒子完全剝離，整個星球處於太陽的直射下，根本不給水存在的可能，甚至有些巖石也被直接蒸發，生命也自然無法存在。

金星，作為和地球最為相似的行星，有二氧化碳為主的大氣、閃電、非常年輕的地表，然而由於強烈的溫室效應而造成的地表溫度高達460℃，地表的水分都以蒸發，似乎目前不符合生命出現的條件，但是它的環境和原始地球的環境又有何差別呢？給金星以時間，文明就會誕生。

火星，作為地球的孿生兄弟，許多證據表明火星曾經存在海洋，是太陽除地球之外最可能誕生生命的行星。然而，它由於內部巖漿的冷卻，導致磁場減弱，大氣被剝離，水分蒸發，現在變得荒蕪死寂。目前，科學家們努力的尋找火星生命存在的證據。

太陽系只是銀河系邊緣獵戶旋臂上的一個普通的星系，在無邊的宇宙中，這樣的星系千千萬萬，我們沒理由相信，生命只出現在地球上，而在找到外星生命之前，等待我們的是廣漠的時間與空間。

太陽系

——全文完——

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