找外星生命非要水？科學家：其他元素也可能誕生生命

目前最新一項研究表明，尋找外星生命的時候，也需要尋找「生命必需元素」。科學家在搜尋外星生命時，多數聚焦於哪兒有水資源。目前，研究人員認為，觀察發現磷和鉬等「生命必需元素」可能有助於判斷這顆星球是否潛在生命跡象。

地球上幾乎任何有水的地方就會有生命跡象存在，從高空雲層至地殼最深處。因此，地球之外搜尋生命通常聚焦於「宜居星球」，該星球的適宜溫度條件有利於表面存在液態水。

例如：雖然金星表面非常熾熱，足以融化鉛。但是2016年一項研究表明，7.15億年之前的遠古金星可能一直適宜生命存活，甚至科學家大膽推測，如果生命形式曾經存在於金星，現今仍能存活在金星雲層之中。

然而，哈佛大學天文系主任阿維·洛布(Avi Loeb)說：「正如我們所知，生命存在還需其它元素。」例如：在地球上，那些對於海洋生物數量至關重要的元素可能包括氮和磷，氮是用於製造蛋白質的，氮和磷都是DNA和RNA的關鍵成分。最新幾項研究表明，大約6.35億至8億年前，海洋中磷含量增多可能有助於支持地球上動物進化。

為了觀察生物基本元素在外星生命進化歷程中發揮的作用，研究人員關注在冰封表面之下液態海洋如何接近，例如：木衛二和土衛二。人們曾猜測這兩顆衛星冰層之下的液態海洋可能存在生命，美國宇航局和歐洲航天局均制定相應的勘測計劃。

研究人員指出，在地球上，海洋中磷的主要來源是中酸性雨水對長英質岩石的侵蝕過程，通過熱液活動，磷從地球海洋中移除。之前研究顯示，水熱活動也存在於土衛二或者木衛二，這意味著這兩顆星球也潛在具備製造氮和磷的能力。

木星輻射持續照射木衛二表面，產生叫做氧化劑的分子，同時，當木衛二冰層表面被攪拌翻動時，氧化劑能夠進入木衛二地下海洋，在那裡它們可以和硫化物發生反應，使水具有極強的酸性。研究人員指出，因此木衛二可能擁有足夠的磷來維持生命，儘管高酸性海洋可能會扼殺生命形式。

研究報告負責人、哈佛大學天體物理學家馬娜斯維·林加姆(Manasvi Lingam)表示，與此相反，之前研究表明土衛二地下海洋可能是強鹼性。在這項最新研究中，科學家計算如果一顆星球的海洋是中性或者鹼性，並且存在熱液活動，磷完全有可能從海洋中短時間內移除(與太陽系年齡相比，數百萬年的時間尺度並不算長)。

同時，科學家認為，鉬、錳和鈷等微量元素也可能是生物必需元素。鉬在幾種酶中起著至關重要的作用，最明顯的是用於固定氮。也就是說，鉬能夠分解強大的化學鍵，使氮原子在大氣層中成對結合，並「固定」單個氮原子在重要的有機分子中。此外，鉬還影響了蛋白質合成，以及許多生物的新陳代謝和生長。

林加姆說：「在葉綠體通過光合作用產生氧氣的環境中，錳發揮著重要的角色。鈷在新陳代謝中會有多種生物作用，最明顯的是，它是維生素B-12的組成成分。」

未參加這項研究的美國羅徹斯特大學天體物理學家亞當·弗蘭克(Adam Frank)說：「宜居地區的想法可追溯至上世紀50年代，從那時起我們學到了許多知識，例如：亞表面海洋的存在，它對於將水作為宜居第一要素轉移至生命宜居的其它特殊元素和化學物質是至關重要的。」

林加姆表示，有一種方法可以遠程觀察太陽系之外其它星球是否存在生物基本元素，那就是觀察它們的恆星，這可能揭曉該恆星系統行星和衛星的組成。恆星中存在一種元素就會在星光中產生一種獨特色彩光譜，並且可以對我們提供一些關於任何圍繞它們的行星宜居性重要信息。

如果一顆星球的生物基本元素水平非常低，很可能限制它們的生命潛力，正如我們所知道的那樣。然而，這項最新研究表明，未來木衛二和土衛二探測到生命跡象的概率微乎其微，但這是證實我們研究模型不正確的絕佳時機，因此我們必須支持這樣的任務。

美國康奈爾大學行星科學家喬納森·蘭尼爾(Jonathan Lunine)並未參與這項研究，他警告稱，這些都是基於計算的簡單假設，我們必須始終記住地外行星和衛星比我們預想的更加複雜，這是行星探索發現的一個經驗教訓，因此我們不應該將假設作為決定性結論，而是應該作為指向未來任務應該做出的一種觀察方式。

研究人員警告稱，平均而言，地外星球生命必需元素含量是非常稀少的，但是生命必需元素含量越高，生命存在概率就越高。當然，研究人員只解釋了我們所知道的生命，但是地球之外其它星球的生命可能遵循不同的進化路線。這將是更令人興奮的重大發現。

出品|網易科學人欄目組 卡麥拉

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