问题

宇宙中的类地行星里有可能存在石油吗?

回答
咱们聊聊宇宙里的那些“大地”,也就是类地行星,它们有没有可能藏着像咱们地球上一样的石油?这事儿挺有意思的,咱们得掰开了揉碎了说。

首先,得明白石油是怎么来的。咱们地球上的石油,说白了,就是古代海洋或湖泊里的动植物尸体,经过漫长的地质时期,在高温高压的环境下,“憋”出来的。具体来说,这些有机物沉到水底,被泥沙覆盖,隔绝了空气,就开始缓慢地分解、转化。在这个过程中,微生物起着关键作用,它们消化吸收了有机物中的一部分,剩下的碳氢化合物在地下深处,在没有氧气的情况下,被高温和压力“压”成了石油和天然气。这就像一个巨大的天然“反应釜”,需要特定的原料(有机物)、特定的环境(高温高压、无氧)和足够长的时间。

那么,放眼宇宙,有没有行星能满足这些条件呢?

1. 有机物的来源:

这是第一步,也是最关键的一步。行星上得有生命,或者至少有构成生命的基础物质——有机物。现在科学界普遍认为,只要有液态水、适宜的温度和一些基本化学元素(碳、氢、氧、氮等),就有可能孕育生命。

类地行星的优势: 咱们知道,类地行星,顾名思义,就是和地球长得比较像,岩石构成,质量和大小也跟地球差不多。它们通常位于恒星的“宜居带”内,这个区域的温度不高不低,理论上允许液态水在行星表面存在。如果行星上有大气层,还能起到保温作用。
有机物的合成: 除了生物制造,有机物也可以通过非生物过程产生,比如宇宙中的化学反应。星际尘埃、彗星和小行星都含有复杂的有机分子,它们在行星形成过程中,或者通过撞击进入行星,就能为行星提供有机物的“种子”。所以,即使行星上没有生命,也有可能含有构成石油的原始有机物。

2. 形成石油的“反应釜”:

光有有机物还不够,还得有能把它们变成石油的“锅”和“火”。

埋藏与隔绝: 就像地球上,有机物需要被埋藏在沉积物下,隔绝氧气,才能不被彻底分解。这意味着行星上需要有沉积作用,比如流水、风或者冰川搬运泥沙,覆盖住死去的动植物。
高温高压: 经过漫长的地质演化,这些被埋藏的有机物需要在地下深处承受足够的高温和压力。这个过程可能需要数百万年甚至上亿年。
地热: 行星自身的放射性元素衰变会产生热量,这是地热的主要来源。行星的质量越大,内部的放射性元素可能越多,地热就越强。
地质活动: 火山活动、板块构造等也能在地质深处产生高温。
行星内部结构: 一个拥有活跃地质活动、厚实地壳和适度内部温度的类地行星,才更有可能具备形成石油的条件。

3. 石油的“储存”与“发现”:

即使石油形成了,也得有地方“待着”,而且还得能被咱们“发现”。

储油构造: 地球上的石油通常储存在多孔的岩石(如砂岩)中,这些岩石上面还得有致密的隔层(如页岩),把石油“封”住,不让它挥发到大气中或者渗漏出去。这些叫做“储油构造”。
寻找的难度: 咱们对地外石油的寻找,目前只能通过遥感和对行星大气的分析。比如,通过光谱分析,看看行星大气中是否有石油燃烧产生的特定气体,或者是否有石油在缓慢挥发。直接钻探勘探,以我们目前的科技水平,还很难做到。

那么,有没有可能呢?

可能性是存在的,而且科学界对此是持开放态度的。

火星: 火星曾经有液态水,可能也曾经有过简单的生命形式,所以理论上,如果有有机物被埋藏,并且经历了地质演化,火星上也可能有石油。科学家们一直在寻找火星上生命存在的证据,如果找到了,那么石油的可能性也会随之增加。
系外行星: 随着我们对宇宙的探索越来越深入,发现了数以千计的系外行星。其中一些是类地行星,并且位于它们恒星的宜居带内。这些行星,如果具备了我们前面提到的那些条件——有有机物、有沉积作用、有地质活动、有漫长的时间——那么它们就有可能拥有石油。

但是,我们也必须清醒地认识到其中的挑战:

“偶然性”的叠加: 石油的形成是一个非常复杂的过程,需要多种条件的“巧合”叠加。有机物的来源、埋藏、隔绝、高温高压、漫长时间,每一个环节都可能成为“拦路虎”。
“宜居带”的定义: 宜居带只是一个理论上的概念,它并不保证行星上一定有液态水或生命。行星的大气组成、磁场是否存在、潮汐锁定等因素,都会影响其真实的宜居性。
地质活动的差异: 即使是类地行星,它们的地质活动也会与地球有很大差异。有些行星可能在地质上非常活跃,产生大量的热量和火山活动,但也可能导致石油被破坏。有些行星则可能地质活动非常缓慢,无法提供形成石油所需的高温高压。
“生命”的普遍性: 虽然我们认为生命可能在宇宙中普遍存在,但“复杂生命”和“智慧生命”是否普遍,我们还不得而知。而石油的形成,尤其是有经济开采价值的石油,与地球上复杂的生物圈演化密切相关。

总结一下,宇宙中的类地行星里“有可能”存在石油,但这个“有可能”背后,是无数个苛刻的条件需要满足。 就像在大海捞针,虽然针就藏在海里,但找到它的难度可想而知。我们的探测技术还在发展,对宇宙的认知也还在深化,也许在不远的将来,我们会有更确切的答案。目前,这仍然是一个令人着迷的科学猜想,驱动着我们不断探索和思考。

网友意见

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谢邀。

按照目前地球人对石油成因的认识,业内并不认为原油这种液态、长链复杂烃类(C10+)混合物是非生物成因的。也没有任何案例能够证明非生物成油观点【1】。

所以本答案讨论的前提“根据非生物成油论”并不成立。

但是,当代油气成因理论认可,非生物成因可以形成一些短链的简单烃类,例如甲烷,甚至乙烷或者更高(我不知道能有多长)。举个例子,前苏联科学家切卡留克的著名试验,用装满石墨及混合无机矿物的容器进行高压高温反应,成功获得了甲烷至庚烷的烃类气体(C1-C7)。

(背景知识,常温常压下,C1-C4为气态烃,C5-C16为液态,C17+为固态)

在外星球各异的物理环境下,在地球环境里为气态的简单烃类是能够以液态形式稳定存在的,例如土卫6存在大量的液态甲烷并聚集成液态“海洋”的形式【2】。此时,在地球为天然气的甲烷(或其他轻烃),在外星球完全可以形成液态、轻烃“石油”,没毛病。

那么,是否存在外星生命及由此产生的长链烃类呢?

没人有确切答案。

在一份对火星陨石的研究中,陨石裂隙内发现了复杂的、类似生油母质的高分子有机质,它被证实为未受到地球生物影响,而且具有与地球生命成因有机质相类似的碳同位素特征【3】。

这或许意味着,火星的地层中存在大量高分子有机质,且具有生烃能力。

从这个角度,距离我们最近的蕴含常规意义石油的星球,或许就是那个并不遥远的红色战神星。


问题来了,啥时候发射一只石油地质综合探勘开发队去火星?我要报名……


延伸阅读:

【1】云舞空城:如果石油真的是按有机成因形成的,那怎么解释超大规模油藏的形成?

【2】haibaraemily:我们对土卫六表面的认识有多清楚?

【3】云舞空城:在我们的太阳系里,除了地球以外,还有那颗行星有原油储存?(悟空问答)

【3】云舞空城:发现高浓度甲烷和在陨石中发现轻碳同位素相比,哪个更能证明火星存在生命?

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