问题

土卫六上有生命体存在吗?距离太远那么遥远能产生适宜的温度吗?

回答
土卫六,也就是泰坦,是土星的一颗卫星,以其浓厚的大气层和液态甲烷湖泊而闻名。这颗星球一直吸引着科学家们对地外生命存在的关注。

土卫六上生命存在的可能性

土卫六上存在生命的设想,很大程度上是基于其与地球的类比。虽然土卫六与地球有着巨大的差异,但一些关键的条件让人们对其生命潜力保持期待:

液态介质: 地球上的生命离不开液态水,而土卫六拥有大量的液态甲烷和乙烷,存在于其表面的湖泊、河流和海洋中。科学家们推测,如果生命能够以甲烷或乙烷为溶剂,那么这些湖泊就可能成为生命存在的温床。想象一下,生命不是建立在水的基础上,而是建立在某种我们尚未完全理解的碳氢化合物化学之上,这听起来既令人着迷又充满挑战。
有机分子: 土卫六的大气层中富含有机分子,尤其是氮气和甲烷,它们在高层大气中受到太阳紫外线和土星磁层粒子轰击,产生复杂的有机化合物,这些有机分子像雨一样降落到地表,堆积成厚厚的有机层。这些分子是构成生命体所需的基本“积木”。
能量来源: 生命的发生和维持需要能量。土卫六存在地质活动,例如类似火山喷发但喷射的是水和氨的“冰火山”,它们可能为地下深处的化学反应提供能量。此外,土星磁层对土卫六大气层的粒子轰击也可能产生化学反应,释放能量。
潜在的地下海洋: 一些模型表明,土卫六的冰壳之下可能存在一个巨大的液态水海洋,与木卫二上的情况类似。如果这个地下海洋能够与地表的有机物发生交互,那么它将是地外生命最有可能存在的场所之一。

距离遥远,温度如何?

你提到的距离问题非常关键。土卫六距离地球非常遥远,平均距离约为 14 亿公里。这个巨大的距离确实对温度产生了直接影响。

极低的温度: 由于距离太阳太远,土卫六接收到的太阳光照强度非常微弱,大约只有地球接收到的太阳光照强度的 1%。因此,土卫六的表面温度极低,平均约为 179 摄氏度(290 华氏度)。在这样的低温下,地球上我们所知的生命体,包括我们自己,会瞬间被冻结,甚至细胞中的水分都会结成坚冰,破坏其结构。

但问题在于,“适宜的温度”是以谁的标准来衡量的?

如果我们将地球生命作为唯一的参照系,那么土卫六的温度显然是“不适宜”的。然而,生命的形式是极其多样和灵活的。

甲烷基生命的可能性: 如前所述,土卫六的液态甲烷湖泊为生命提供了一种不同的介质。在极低的温度下,甲烷和乙烷依然保持液态。科学家们推测,如果存在“甲烷基生命”,它们的新陈代谢可能以甲烷为基础,而非水。在这种假想的生命体中,细胞膜可能由不同的脂类构成,能够承受极低的温度,而化学反应的速度可能会非常缓慢,但仍然是生命活动。
“冰点”的相对性: 对于我们习惯了以水作为溶剂的生命来说,零摄氏度是冰点。但对于甲烷来说,它的沸点(在土卫六大气压下)只有 162 摄氏度,而凝固点则更低。在 179 摄氏度的环境下,甲烷就像地球上水的“常温”状态一样普遍存在。

总结一下:

土卫六距离地球遥远,导致其表面温度极低,这对于我们熟悉的水基生命来说是绝对不适宜的。然而,正是这种极低的温度,结合其浓厚的大气层和液态甲烷湖泊,为我们提供了探索非水基生命的可能性。

如果生命真的在土卫六上存在,它们极有可能不是我们所熟悉的模样。它们可能以甲烷作为溶剂,以低温为环境,以与我们截然不同的化学途径来维持生命活动。探测器“卡西尼惠更斯”号已经为我们揭示了土卫六复杂而独特的表面环境,而未来的探测任务,比如设想中的“蜻蜓”无人机,将有望更深入地探究这颗迷人卫星上是否存在生命的迹象。

因此,土卫六的温度确实是一个巨大的挑战,但它也正是激发我们想象力、拓展生命定义边界的关键因素。它提醒我们,宇宙中生命的可能形式,或许比我们目前所知的要广阔得多。

网友意见

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目前没有土卫六上存在生命或不存在生命的明确证据。土卫六表面温度约-179.2摄氏度到-183摄氏度,这不支持地球型生物的代谢,但可能支持以液态甲烷为溶剂、呼吸氢气来消耗乙炔、呼出甲烷的碳基生物[1]。土卫六大气里确实存在未知的氢气吸收机制,有极少数学者提倡那就是这种生物在呼吸。2015年,计算机模拟显示,上述生物可以使用基于丙烯腈的细胞膜,能在极冷环境里稳定存在、包裹液态甲烷时的柔韧性不亚于包裹着水的磷脂双分子层[2]。2014年和2017年,相互独立的天文观测证明土卫六大气和地表存在大量丙烯腈,但这也不能说就存在生物[3]

土卫六到太阳的距离影响的主要是“表面温度”,你并不非要将生物摆在天体表层。土卫六的地壳主要由冰组成,在其表层下面200千米左右的深度,高压与内部放射性物质的衰变热的共同作用可能允许液态水存在。况且,将其它形式的生命纳入考虑之后,让水维持液态的温度并不是那么重要。

如果你认为基于甲烷的生物的起源需要液态水参与的化学反应,那么陨石撞击可以在土卫六表层造成暂时性的“水坑绿洲”,撞击规模够大的话,这里面的液态水能够维持数百年,允许相关化学反应的进行。关于这种撞击的研究在2003年[4]、2007年、2015年都有人发表过。

谈论缓步动物(水熊虫)在隐生状态的环境耐性对这个没什么意义,那个状态的缓步动物细胞并不能生长、繁殖,如果环境长时间不好转,等待它们的只有死亡。缓步动物从未在连续隐生十年以上的情况下苏醒。在地球型生物里,只能期待一些细菌、古菌和它们相关的病毒·亚病毒因子在土卫六地下深处依靠衰变热·辐射·化学能来长期生活。

参考

  1. ^ https://doi.org/10.1016%2Fj.icarus.2005.05.018
  2. ^ https://doi.org/10.1126%2Fsciadv.1400067
  3. ^ https://doi.org/10.1126%2Fsciadv.1700022
  4. ^ https://doi.org/10.1016%2FS0019-1035%2803%2900148-9

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