金星上有生命吗?

本周的研究对金星云层中可能存在微生物的假设进行了验证
2022年6月17日

采访

肖恩·乔丹,剑桥大学

火星上有生命吗?大卫·鲍伊和许多太空科学家多年来一直在问这个问题。但是我们的另一个邻居金星呢?对这颗晨星的研究让我们对金星的大气层有了一些奇怪的观察,这让我们猜测,也许有生命栖息在云层中。本周发表在《自然》杂志上的一项研究利用我们对消化的了解和计算机对这一假设进行了验证。剑桥大学的肖恩·乔丹(Sean Jordan)进行了这项研究,他首先让朱莉娅·拉维(Julia Ravey)了解了生活在金星上可能会是什么样子……

金星的表面非常非常热,而且压力很大。大气是由二氧化碳构成的。所以当我们谈论地球上的温室气体,比如大气中的二氧化碳,我们谈论的是百万分之百。但在金星上,整个大气层都是由二氧化碳组成的。所以非常非常热。它还有一层非常厚的由硫酸组成的云层,这层云层就像覆盖整个星球的隔热毯。虽然表面完全不适合居住,但据我们所知,就地球上的压力和温度而言,云层中有适合生命生存的条件。

朱莉娅:那么金星大气中硫含量如此之高的假设是什么呢?

金星处于一种被称为停滞状态的状态;虽然地球有板块构造,这有助于将物质从表面和大气中回收到内部,所有这些将气体从大气中吸收回内部的机制,但金星没有这些。所以这意味着当火山向大气中释放气体时,这些气体就会不断积累,积累,直到它们变成非常高的压力。

朱莉娅:正如你之前提到的,这些条件可能适合生命生存。如果在金星的云层上有生命,那生命会是什么呢?

肖恩-嗯,那是微生物生命。不像你和我。甚至不是像鸟儿飞来飞去那样的东西,它只是微小的微生物,它们会生活在云滴里。基本上,整个生物圈必须处于这种永久的空中状态,在液滴中有微生物生命,复制,代谢,完成它需要的所有过程。然后当它们落在云层底部较热的区域时,云滴会蒸发,微生物会变成孢子,然后一部分孢子会上升回到云层。它会重复这个循环。

朱莉娅:如果金星的大气层中有生命,那么我们会看到那里的气体发生了什么变化?

肖恩:它必须利用大气中的化学物质,通过某种能量代谢来产生能量。如果生命足够丰富,它就会通过能量代谢,通过从大气中获得和失去不同的化学物质来改变大气的化学成分。所以我们期望看到的是大气中一些气体的消耗或释放,这与没有生命的大气是不一致的。

朱莉娅:你有没有什么模型可以用来测试是否有生命存在并且它正在以这种方式改变大气?

肖恩:有人提出,金星上的生命,如果存在的话,将能够利用能量代谢,这是基于我们所知道的大气中的物质以及地球上一些微生物所使用的已知的陆地代谢。所以我们能做的就是测试那里是否有生命,并通过电脑模拟,通过这些新陈代谢来改变大气层,我们把新陈代谢与金星的大气层结合起来,这是由于人群层的生物圈。我们可以看到生物圈对大气的影响。

朱莉娅:你做到了。你发现了什么?

肖恩:我们发现金星云层中硫化学的主要特征目前还没有完全解释清楚,二氧化硫被云层从大气中吸收出来;这正是一种特征,可以潜在地表明生物圈使用所建议的代谢。当我们运行这些模型时,我们发现实际上,虽然我们提出的每一种新陈代谢,原则上都可以再现二氧化硫被从大气中吸走的观察结果,但这意味着大气中的其他物种会违反它们的观察限制。所以我们可以排除这样的假设,即生命是负责从云层的大气中吸收二氧化硫的。

朱莉娅:这是否意味着金星上没有生命?

肖恩-不一定。这只是意味着,在违反观测约束之前,我们可以利用所建议的新陈代谢,对那里可能存在的生命数量设定一个上限。这个上限其实很小。所以只有可能在云层中有一个相对较小的生物圈或低生物量的生物圈,但你永远不能排除那里有生命的可能性。另一个暗示是,即使我们太阳系的金星在云层中没有生命,如果有可能,即使在原则上,你可以有这种生命永久地生活在云层中,那么这也对宇宙其他地方的生命有巨大的影响,因为这意味着我们可能能够在表面太热而不适合居住的行星上找到生命,但它也会有云层,这些云层可能处于合适的压力和温度。

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