去年,一组科学家提出金星云层中的磷化氢可能是生命的迹象这项研究现在受到了科学家的质疑,他们提出火山和大气化学是如何产生这种化合物的。1与此同时,另一项研究发现,土星的卫星土卫二(Enceladus)上有太多的甲烷,不可能来自简单的地球化学过程。2相反,它可能是由生活在月球冰冷表面下深海热泉中的微生物产生的。

但是这个讨论很复杂,因为生命在我们自己的星球之外是很难定义的。单个分子是生命的标志吗化学我们还不懂?

2020年9月,简油渣卡迪夫大学的研究人员和她的同事在金星的云层中发现了似乎是磷化氢的光谱信号。考虑到地球氧化的大气,磷化氢根本不应该存在。任何磷都会被氧化成磷酸盐或磷酸。研究小组探索了可能产生磷化氢的非生物过程,但没有人能解释检测到的数量。对他们来说,这要么是未知的化学物质,要么是生命——毕竟,地球上的磷化氢是有机物分解的副产品。

但两位科学家不同意格里夫斯的团队如此迅速地将火山活动视为金星磷化氢的来源。Ngoc Truong而且Jonathan Lunine来自美国康奈尔大学的研究人员认为,来自地球深层地幔的小磷化体可能被爆炸性的火山活动带到地表,将磷化体注入充满硫酸的云中。在那里,它们会与酸反应生成磷化氢。

大卫Rothery英国开放大学的行星地球科学家,他也认为火山作用还不应该被排除在辩论之外。和地球一样,金星也有火山活动的历史。罗瑟里指出,更难回答的是时间问题——目前还不清楚火山是否活跃。即将前往金星的三个任务可能会带来答案。其中两个将绘制行星表面,另一个将收集其大气样本。

土卫二的甲烷之谜

人们的注意力现在转移到土星的卫星之一,土卫二上。它的冰壳下有一个海洋,在它的底部,热液喷口产生了大量的物质从冰缝中升起,进入太空.2015年,卡西尼号太空任务对这些羽状物进行了采样,揭示了大量的而且甲烷-太多了瑞吉斯Ferriere美国亚利桑那大学的研究人员及其同事认为,可能是活的生物体产生了这种物质。在进行计算建模实验S,他们认为非生物化学过程不能完全解释测量到的甲烷量。

这张切片图显示了土卫二的不同层

来源:©Antonin Affholder et al/施普林格Nature Limited 2021

假设的土卫二内部结构,显示了潮汐耗散加热(TDH,黄色恒星)和水循环(红色箭头)如何导致气体羽流从月球厚冰壳的裂缝中逃逸

然而,长期研究土卫二的卢宁并不认为这项研究提供了很多答案。“甲烷本身并不是一种生物特征,”他解释道。“我们在彗星中看到甲烷,在星际介质中看到甲烷,在土卫六上也看到甲烷。”他建议,需要其他测量方法,如碳同位素分析,来确定甲烷是否可能是生物过程的结果。据Ferrière报道,世界各地的科学家都在提出从土卫二获取更多数据的任务,但到目前为止还没有得到资助。

然而,对于Ferrière来说,甲烷和磷化氢并不属于同一个故事。他说:“如果没有首先解决宜居性这个关键问题,我们就不会考虑生物的情况。”“生命无法在不适宜居住的环境中生存。这是最近关于金星的“磷化氢故事”的一个严重缺陷,磷化氢的生物起源开始被讨论,而没有考虑金星的条件目前是否适合任何形式的生命。”

就宜居性而言,土卫二似乎比金星更受欢迎。2018年,研究人员提出,生活在地球热液喷口中的微生物可能也能在土卫二的喷口中生存。另一方面,金星似乎是太热(平均温度接近500°C),太干燥,不适合生命生存

是什么造就了生命?

对卢宁来说,证明其他星球上有生命如此困难的原因可能是因为研究人员一直专注于单分子作为生物信号.他建议说:“要真正确定生命是否存在,而不是实际捕捉生命并观察细胞,你必须研究一系列广泛的化合物。”

另一方面,格里夫斯的同事Janusz Petkowski美国麻省理工学院的一位天体生物学家说,那些寻找生命的人往往太以地球为中心了。他说:“你必须准备好发现一些意想不到的东西。”他说,你必须准备好找到适应这些特定环境的生命。

目前还不清楚究竟是什么造就了生命。“是什么基本功能让我们把某种物质称为奇异的化学物质或第二种生命?”卢宁问道。他说,人们在这个问题上不能百分之百地达成一致。

目前,像磷化氢和甲烷这样的单分子是否是生物信号的答案仍然模糊不清。但卢宁说,即使它们最终只是新化学物质的迹象,社区也不应该失望。“即使没有生命,宇宙中的化学也很奇妙。”