若金星大气存在生命,其或源自地球

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在紫外线下拍摄并以伪彩色呈现,这张视图揭示了覆盖金星的云层的复杂性。图片来源:JAXAISISDARTSDamiaBouic 泛种论认为,生命通过小行星、彗星和其他天体在宇宙中传播。当生命的构成要素在某颗行星上出现时,撞击事

  在紫外线下拍摄并以伪彩色呈现,这张视图揭示了覆盖金星的云层的复杂性。图片来源:JAXAISISDARTSDamiaBouic

  泛种论认为,生命通过小行星、彗星和其他天体在宇宙中传播。当生命的构成要素在某颗行星上出现时,撞击事件会将表面物质喷射到太空,这些物质随后携带生命种子前往其他星球。几十年来,科学家们一直在争论这种情况是否可能在地球和火星之间(双向)发生。不过,关于金星浓密云层中是否存在微生物生命的持续争论,引发了人们对金星、地球和火星之间行星际物质转移的讨论。

  在最近一次月球与行星科学会议(LPSC)上发表的一项近期研究中,来自约翰斯霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)和桑迪亚国家实验室的团队详细探讨了这一观点。利用诺姆伊曾伯格等人此前开发的金星生命方程(VLE)框架,该团队的模型预测,得益于从地球喷射出的物质,金星云层中每世纪至少可能存在几天生命。

  与德雷克方程类似,VLE将生命存在的概率分解为一系列因素,这些因素(相乘时)可提供生命存在可能性的估计值。从数学上表达,VLE的分解如下:

  L等于O乘以R乘以C

  L代表现存生命的可能性(取值范围0到1,0表示完全不可能,1表示绝对确定),O代表起源(生命在金星上诞生并立足的可能性),R代表稳健性(生物圈存在并承受环境变化的潜力),C代表连续性(宜居条件持续至今的可能性)。利用这一框架,研究团队首先考虑了任何有机物质(无论其来源如何)必须如何在太空旅行中存活下来。

  金星云层的某些层次拥有出人意料的适宜温度和压力。研究人员提出,微生物可能在这些云层中生存。来源:欧洲空间局

  除了撞击带来的冲击和创伤外,过程中还会产生热量,以及太空的极端温度、辐射和真空环境。然而,计算机建模和对地球上回收的陨石的研究表明,有机物质能够在被抛射和星际转移过程中存活下来。到达金星后,任何有机物质若要存活,还需要在云层中或云层上方扩散。

  考虑到这一点,研究团队的计算重点关注了火球陨石(火流星体)在金星大气中的表现,同时考虑到其消融、爆炸以及碎裂成可在云层中漂浮的碎片的过程。为此,他们使用了薄饼模型——这是一种常用的半解析方法,用于描述火流星体穿过大气层时的碎裂过程。当火流星体在大气中爆炸(即空爆)后,气动阻力会使碎片水平扩散,形成由分散物质组成的薄饼(研究团队称之为单元)。

  利用薄饼模型和先前的研究获得前两个参数的值,该团队计算了从地球或火星输送到金星云层的火流星总数。由此,他们发现可能有数千亿个细胞从地球转移到了金星云层,而数千亿个细胞可能仍然具有潜在活性。不过,他们的模型得出的最佳估计是,每年约有100个细胞散布在金星云层中,而在漫长的地质时间里,可能有200亿个细胞从地球转移过来。

  虽然研究团队承认他们的模型并未捕捉到火流星与大气相互作用的所有细节,且VLE的每个参数都存在巨大的不确定性(就像德雷克方程一样),但该模型确实证明了地球和金星之间的生源论是可能的。因此,如果未来的天体生物学任务在金星云层中发现生命,那么它有可能起源于地球。

  BY: Matthew Williams

  FY: AI

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