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甲烷如何做为比氧气更强力的“生命特征”

发布单位台北市立天文科学教育馆

让天文学家盼望了十几年的詹姆斯·韦伯太空望远镜预计20213月发射升空它的工作之一便是观测系外行星的大气并寻找生物特征成分——氧气O2对吧实际上氧的存在不一定是最可靠的生命指标或许甲烷CH4才是

寻找地外生命时在行星大气中寻找氧的特征似乎显而易见但地球的历史告诉我们事实并非如此当今地球的大气中约含21%的氧气大部分来自生物的光合作用产生不过整整花了约十亿年累积如果我们观察一颗系外行星因为没有发现氧气而略过它或许会错过蓝绿藻才刚诞生的星球

在最新的研究中科学家分析了甲烷之于生命指标的有效性他们表示行星大气中的大量甲烷不太可能来自火山活动并且很可能与生命起源相关研究人员使用热力学模型分析类地行星的火山活动是否会将甲烷和二氧化碳CO2排放到大气中他们发现火山不太可能产生与生物来源相当数量的甲烷

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古代地球的火山活动非常活跃当时产生的岩浆可能是现代地球的25

这主要是因为氢倾向留在岩浆中限制了火山活动排出的氢也限制了行星大气中甲烷的含量另一个原因是甲烷较容易从低温的岩浆溢散而地球大部分的岩浆温度较高如果甲烷真的因为火山活动大量产生也应该会有相应的二氧化碳产生如果在系外行星的大气中检测到大量甲烷而没有相应的二氧化碳将有可能是强烈的生命特征

研究人员也表示这项研究是基于我们对地球和太阳系中其他岩质天体的了解能否应用在太阳系以外需要更多谨慎的分析来验证编译/台北天文馆虞景翔

参考资料Nicholas Wogan et al. Abundant Atmospheric Methane from Volcanism on Terrestrial Planets Is Unlikely and Strengthens the Case for Methane as a Biosignature, The Planetary Science Journal (2020). DOI: 10.3847/PSJ/abb99e

资料来源phys.org