想在金星上找到生命嗎？新研究表明檢查大氣中的孢子

2020-09-04 流芳科學

在陰霾中搭便車可以保護金星上的假想微生物。一項新的研究發現，在金星地獄般的大氣層深處，一層神秘的薄霧可能是生命的家。金星是太陽系中最熱的行星，這是一個令人陶醉的世界，那裡的溫度可以達到870華氏度（465攝氏度），超過了足以熔化鉛的溫度。灼熱的熱量使金星表面的水全部蒸發掉，使巖石異常乾燥。

  • 美國宇航局水手10號任務捕獲的金星厚厚的大氣層圖像。圖片：©NASA / JPL-Caltech）

先前的研究表明，金星可能早在10億年前就已經是一個可居住的沙漠世界。但是隨著時間的流逝，溫度上升導致蒸汽在金星的大氣層中積聚，從而吸收了熱量，使更多的水蒸發了，從而導致了失控的溫室效應，使所有海洋沸騰了。研究人員指出，如今，金星的大氣層是夏季中午最乾旱的地方- 阿塔卡馬沙漠的 50倍。 根據這項新的研究，如果金星上有任何生物倖免於這種失控的溫室效應，那麼它可能的避風港可能就是行星的雲層，該雲層的高度約30至37英裡（48至60公裡）。

麻省理工學院行星科學家，研究主要作者薩拉·西格（Sara Seager）告訴太空網，儘管這種可能性似乎牽強，但「地球本身有一個空中生物圈」。「微生物的生命不會永久地停留在那裡，但是它可以被轉移並停留一兩個星期，然後再次下降。」研究人員確定，在金星的天空中，生命可能需要躲在雲滴中。但是，這種雲滴不斷地融合併生長，最終變得足夠大，它們從大氣層中掉了下來。而且儘管這種暴跌對地球上的空氣傳播微生物來說很少是一個問題，但它可能對金星生命造成致命的傷害。

現在，西格（Seager）和她的同事發現了一種假想微生物可以在金星的天空中生存的場景，逃脫了命運，他們落到了行星地獄般的地表而死亡。先前的工作發現，在29.5至20.5英裡（47.5至33公裡）高度的金星最低雲層下方，是一層神秘的薄霧。科學家不知道是什麼顆粒構成了霧度，只是它們的寬度在0.4至4微米之間。（相比之下，人的平均頭髮寬約100微米。）希格說：「人們真的不知道為什麼會有這種薄霧層。」 「關於維納斯，我們還不了解很多。」

研究人員建議，維納斯微生物可能會落入該霧霾層並停留在那裡，懸浮在空氣中，就像大小相似的霧霾顆粒一樣。為了在低層大氣的熱量中生存，微生物將不得不休眠，成為不活躍的，乾燥的孢子，以更好地抵抗其危險的環境。上升氣流可能會將孢子從霧霾倉庫中拉出，使其進入更溫和的大氣層。然後，孢子可能會吸引自己周圍的水滴，就像塵埃和潛在的微生物在地球大氣層中所做的一樣，並恢復活躍的生活。在它們的高空時期，微生物可以生長和繁殖，並可能在這些飛沫中存活數小時至數月甚至數年。最終，液滴將變得太大而掉入較低的大氣層，從而重新開始循環。

孢子，真菌孢子3D圖

希格說：「人們以前談論過金星大氣中的生活，但他們從未想過那將意味著什麼。」如果將其永久地限制在一個空中生物圈中，那麼金星上的生命就必須從大氣中獲取所有營養，並且必須像地球上的植物一樣是光合作用的。儘管科學家認為孢子會被動地停留在溫帶層中，直到它們的液滴長到足以落下為止，但微生物也可能會採用主動的方式保持高空。西格（Seager）指出，著名的天文學家卡爾·薩根（Carl Sagan）提出了多種可能在木星大氣中高空停留的方法，例如吸入可以幫助他們保持浮力的氣體。

研究人員計算，如果金星下部陰霾層質量的千分之一中只有1％是乾燥的孢子，那麼那裡可能有5,500噸（5,000公噸）微生物。假設這些乾燥的微生物每個重約0.4萬億克，就像它們在地球上一樣，那麼在金星的陰霾中可能會有大約10 ^ 22個孢子（一個1，後面有22個零）。相比之下，科學家估計地球在其空中生物圈中大約有10 ^ 24個細胞，總共有超過10 ^ 30個自由生活的單細胞微生物。

與地球上的對應物相比，維納斯大氣中的生活將仍然極其惡劣。除了極度乾燥的空氣不斷威脅著任何微生物的脫水外，維納斯的生活還必須與富含硫酸的當地雲抗衡。 西格說：「金星生命面臨許多挑戰。」研究人員說，儘管微生物可以在地球上的高酸性環境中生存，例如衣索比亞的達洛地熱區，但金星雲的酸性比該環境高1000億倍。科學家認為，任何維納斯微生物都可能通過在自身周圍形成硫殼而在這些致命條件下生存。

而思考生命如何在金星上生存可能會揭示生命如何在其他地方存在。「某些系外行星可以在它們的雲中有生命嗎？像木星或海王星這樣的行星可以在它們的雲中有生命嗎？」 西格說。未來對金星的飛行任務可能有助於闡明極端生命如何穿越宇宙。科學家於8月13日在線發表在《天體生物學》雜誌上。


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