金星是否可能存在生命？天文学家这么说

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2022-01-04

今年有没有感觉到所有目光都聚集在金星上？上个月，在金星的高层大气中发现生物标志物磷化氢引起了大众的广泛关注。但是仍然不确定的是，磷化氢的发现到底意味着什么。

现在有一组研究人员称他们在金星的大气中发现了名为苷氨酸的氨基酸。

宣布这项成果的文章名为“在金星的大气中发现了最简单的氨基酸-苷氨酸”。第一作者名叫阿瑞吉特•曼那，是米德纳尔大学的物理系博士，这所学校位于印度的西孟加拉邦。这篇文章在预印发布，这就意味着它没有经同行评议，并且发表在期刊上。

现在大约有500种已知的氨基酸，但是只有20种存在于基因序列。而苷氨酸是其中最简单的一种。

即使苷氨酸和其他氨基酸不是生物的标志，但它们仍是生命的构成要素。事实上，它们是蛋白质的构成要素，同时也是最早出现在地球上的有机分子。苷氨酸对于蛋白质和其他生物化合物的形成发展具有重要意义。研究人员通过光谱仪和阿塔卡马大型毫米（亚毫米）波阵来检测金星大气中的苷氨酸，结果赤道附近的中纬度地区有所发现，那里是信号最强的地方。反而在极地地区并没有探测到。

在文章中作者写到，在金星大气中的发现很可能是了解其生命起源前的分子的形成机制的关键。亿万年前，金星的高层大气可能有着跟地球几乎相同的生物方式。

这两句话强而有力。在金星的云层中是否存在某种正在进行的生物过程呢？它可能是突破的关键，也可能正在经历和地球一样的演变。这又意味着什么呢？

天文学家称他们在金星大气层中检测到了氨基酸甘氨酸，首先是磷化氢，然后是甘氨酸。在九月中旬，一个研究团队在金星的高层大气中检测到了磷化氢。和甘氨酸类似，磷化氢在中纬度地带有很高的浓度。

在地球上它是作为一种生命存在的标志，但它也可以通过吸收大量能量由化学合成产生。此前有学者曾在木星和土星上检测到，因为这两个行星上存在丰富的能量，金星上的能量并不满足这条件。

该团队研究人员对此次发现也持保留态度，他们在文章中称：希望其他研究人员可以从非生物学角度去阐释磷化氢的产生。“我非常欢迎各位天文学家从多种角度来寻找其产生的根源，这样的话，我们就可以尽可能地寻找到各种非生物学途径产生磷化氢的过程”早期研究中的图像也表明大气层中存在磷化氢（Truong et al, 2020）。

几周测是由于火山里少量的磷化物通过火山活动带到地表，然后被喷入大气中，在那里它们与水或硫酸反应，最终生成磷化氢” 研究人员已经确定了金星大气层中可能存在生命的地方。在我们来看，这令人匪夷所思的。金星的大部分地方是非常不适合生存的。它的大气是酸性的，温度高达能融化航天器，气压也异常的高。但是在距金星表面 48 到 60km 的高空中，温度又不是特别致命。

在这个海拔里，温度大概在-1 到 93℃之间，在这块舒适地儿，研究人员认为会存在些简单的生命体，它们不依赖于地面即可生存。磷化氢是一种非常容易降解的物质，需要源源不断的产生才能被检测到，而在这个海拔位置的生命体就可能是其不断产生的来源了后，另一个研究小组也做了类似的研究，他们假想磷化氢的产生是因为火山的缘故。“我们猜测是由于火山里少量的磷化物通过火山活动带到地表，然后被喷入大气中，在那里它们与水或硫

酸反应，最终生成磷化氢” 研究人员已经确定了金星大气层中可能存在生命的地方。

在我们来看，这令人匪夷所思的。金星的大部分地方是非常不适合生存的。它的大气是酸性的，温度高达能融化航天器，气压也异常的高。但是在距金星表面 48 到 60km 的高空中，温度又不是特别致命。

在这个海拔里，温度大概在-1 到 93℃之间，在这块舒适地儿，研究人员认为会存在些简单的生命体，它们不依赖于地面即可生存。磷化氢是一种非常容易降解的物质，需要源源不断的产生才能被检测到，而在这个海拔位置的生命体就可能是其不断产生的来源了。

（一张艺术家对金星表面的印象图，展现了金星表面的闪电风暴和远处的一座火山。来自欧洲航空局）

这个新的发现仅仅增添了金星的神秘感和不确定性。在他们的文章中，研究者们提出，哈德来环流可能为生命提供了家园。“中纬度的哈德来环流圈可能有支持生命生存的最稳定的环境，它有着70-90天的环流周期（与地球类似），这给微生物繁殖提供了充足的时间。”

还有，甘氨酸的检测结果也和磷化氢的检测结果相匹配。“依赖于纬度分布的甘氨酸大概能与目前检测到的磷化氢的结果范围相匹配，也能与气体在高低纬度循环的上层哈德来边界匹配。”

文章中的图片指出，与PH3(磷化氢，黑色曲线)相比，在云层范围内（75-80km，红色曲线）,NH2CH3COOH（甘氨酸）是大气高度（km）的函数。

（图片版权：Manna et al,2020.Don’t launch the spacecraft Yet 还不要发射航天器）

虽然这是一个迷人的发现，而且值得更多的研究，但磷化氢的存在远远不是寻找地外生命的关键因素。作者明白这一点，而且谨慎地指出：“需要注意的是，在金星大气中检测出磷化氢是生命存在的线索，并非强有力的证据。

磷化氢是生命生存要用到的要素，但不是生命存在的指标。

他们的文章让人想起一些历史上用于探究原始地球化学成分的实验。在1953年，现在著名的米勒-尤里实验重现了地球早期的情况。他们创造了一个混有水，甲烷，氨和氢气的化学条件，还提供能量来模拟闪电。实验结果就是一碗复杂有机化合物的“汤“。

一个简单的米勒实验的图标。图片来自：原上传作者是希伯来维基百科的Carny。转自他的维基百科CC BY 2.5

这个实验产生了乙醇酸，是甘氨酸的前体，这个结果支持生命自生说。金星大气中的甘氨酸产生途径也许和米勒实验的相同，也可能有其他的化学产生途径。

“在天体物理学中、化学物理学和生物物理学中，由简单的分子合成最简单的氨基酸甘氨酸的反应，在进化和原始生命起源中有着巨大的重要性，”作者写道，“因为氨基酸是蛋白质的重要组成部分，而甘氨酸在金星的大气层存在，这个发现可能表明一个早期的生命形式在太阳系行星的存在。金星可能正在经历这个生物演变时期的初期。”也可能不是。

虽然在地球，甘氨酸通过生物程序产生，金星的甘氨酸有可能通过其他光化学作用或地球化学的途径生产，与在地球上的不同。金星和地球很不相同，并且那里有地球上不存在的演变过程。这是值得注意的地方。

这篇论文本身还未被同行所评价，所以结果会有一些缺陷。例如，甘氨酸的光谱信号非常接近氧化硫的的光谱，所以甘氨酸的检测可能存在错误。并且这只有一次检测，没有重复和检验。因为甘氨酸是最简单的氨基酸，也已经有在其他地方被发现。它在彗星和陨石上都有被检测到过，而彗星和陨石都没有生命存在的希望。

除了地球以外，在其他任何星球上都没有发现过，这意味着在像金星这样不存在生命的地方会有奇迹出现。

为了找出结果，我们需要更多的飞船访问金星。作者指出，“直接从金星表面和云层取样的金星任务，可以确认其中的中甘氨酸的来源。”

NASA提议的DAVINCI（稀有气体，化学和成像的深层大气金星研究）任务将研究金星大气层下降到地面时的化学成分。图片来源：美国国家航空航天局（NASA）。假如证实了甘氨酸的检测，那么这是了解生命增长的另一项有趣的进展。当然也可能向我们表明，可能是生命起源的化学物质仅在极少数情况下才是生命起源的代表物，而在其余时间中，它几乎没有任何意义。我们还有很多未知的事情，对金星的访问是了解更多信息并回答我们一些问题的唯一途径了。

但就目前而言，我们可以放心，在金星上没有找到生命。相反，我们也可能只发现了在火星复杂大气中的一块拼图。

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