土卫六是否存在生命迹象

2016-07-20 14:18 作者:admin 来源:网络

据美国太空网报道,在过去30年里,科学家已知道一种叫做索林斯(tholins)的复杂碳化合物存在于彗星和太阳系其他行星的大气层中,理论上,索林斯可以与水进行叫做水解的化学反应,从而制造出类似于地球早期阶段的复杂分子结构。
 

在地球上,复杂有机分子被认为是生命形式出现的早期阶段,比如被称为生命起源前的混合物。土卫六是土星最大的一颗卫星,它主要是由冰物质构成的。许多冰在陨星碰撞或地下活动中可能融化,生成“冰火山”喷射出包括混合氨气和水的“岩浆”。
 

是否形成于土卫六大气层中的索林斯通过陨星碰撞或冰火山与液态水临时性反应,在水冻结之前生成潜在的生命起源前有机分子?没有科学家可以准确地进行解释。
 

美国亚利桑那州大学行星科学系研究生凯瑟琳·尼什在实验室里进行了为期多天的研究,她在近冰冻温度条件下通过水解形成类似索林斯的物质。她将这项研究报告发表在《天体生物学》杂志上。暴露在土卫六上的液态水被认为持续存在数百至数千年,像这样的固态冰融化成液态水的反应经常发生。很可能类似这样的反应同样发生于早期地球。
 

在实验室里,尼什在低温放电状态下将5%甲烷和95%氮混合形成类似索林斯的一种有机混合物质,她将这种索林斯样本融解在水中,然后放置在40摄氏度水环境中避免出现冷冻,进而测量其水解混合的比率。结果显示,10%索林斯形成了有机混合物,它与水中的氧发生反应,形成了复杂的有机分子。
 

当尼什的研究报告发表在科学期刊上时,她的理论也遭到了批判。瑞塞勒理工学院研究员教授詹姆士·费里斯从事土卫六大气层化学性质研究许多年,他指出尼什的研究存在着“缺陷”,其原因是她使用放电方法形成索林斯,然而土卫六大气层很可能是通过紫外光线和带电辐射粒子形成索林斯的。
 

费里斯使用紫外光线混合了类似土卫六大气层中的气体进行了一项实验,他说,“放电所形成的物质结构与紫外线光分解不一样,因此其水解时间也完全不相同。许多光化学进程形成的碳氢化合物并不与水发生反应。”

尼什对此作出反应,她指出,电子或等离子的释放意味着模拟带电粒子的交互作用。她赞同费里斯所说的紫外光线辐射形成索林斯更像土卫六大气层中的薄雾。但是她认为这样形成的化合物多数不与水发生反应。
 

她承认自己的研究工作并不是理想的呈现土卫六大气层的化学特性,她说,“形成在低压状态下的索林斯要比高压状态下更像土卫六薄雾,你可以在低压状态使用紫外光线制造索林斯,但不能在低压状态下使用等离子释放制造索林斯。我们实验所需的大量索林斯必须通过放电技术来制造,通过紫外光线光分解只能生成一小部分。”
 

尼什的这项研究并不能完整地表现出土卫六行星的化学性质,该研究表明类似的化学反应在液态水环境中可生成显著数量的有机混合物。在土卫六表面,生命起源前分子可能存在于碰撞陨坑和冰火山的融化水中,类似这样的进程很可能发生于地球早期生命孕育阶段,那时的早期地球大气层还未出现显著数量的氧气。