甲烷：火星與泰坦的生命證據？

甲烷：火星與泰坦的生命證據？

　　

撰文　蘇希爾·K·阿特雷亞（Sushil K. Atreya）
翻譯　謝懿
審校　歐陽自遠

      除了地球，火星是太陽系中最有可能存在生命或者曾經存在過生命的行星。在形成過程、早期氣候變遷、儲水狀況、火山及其他地質過程等許多方面，火星和地球都頗為相似。微生物甚至可以直接在火星上生存。另一個有可能存在生命的天體，則是土星最大的衛星――土衛六泰坦（Titan）。在泰坦形成之初，那里的環境適合一些有機分子的形成，這些分子正是生命的前身。一些科學家相信，泰坦上曾經存在過生命，甚至現在也可能存在生命。

     天文學家在這兩個天體的大氣中發現了甲烷（methane，分子式CH4）―― 一種經常與生命聯系在一起的氣體，火星和泰坦上存在生命的可能又增加了一分。在火星上，甲烷含量極低，卻意義重大；而在泰坦上，甲烷含量豐富，幾乎“淹沒”了泰坦。甲烷可能來源于生物代謝，也可能產生于地質活動。不論哪一種解釋成立，結果都將引起轟動――生物代謝來源意味著我們在宇宙中并不孤獨；地質活動來源則表明火星和泰坦的地表（后文中出現的“地表”和“地面”都是指特定星球的表面，而非地球的表面）下存在著巨大的水庫，那里的地質活躍程度出乎我們的意料。了解這些甲烷的起源和演化，將為科學家提供重要的線索，解答太陽系及其他行星系統中的類地行星如何形成、怎樣演化、是否適合生命生存等一系列問題。

     在木星、土星、天王星和海王星等巨行星上，甲烷含量十分豐富，它們是形成太陽系的原始星云物質發生化學反應的產物。不過，地球上的甲烷卻很特殊。地球大氣中的甲烷含量約為1,750 ppbv（ppbv表示體積比為十億分之一），90％~95%來源于生物體。食草的有蹄類動物（例如奶牛、山羊和牦牛等）打嗝時排出的甲烷，占全球每年甲烷排放量的1/5，這些氣體是有蹄類動物消化道內細菌新陳代謝的副產品；其他主要的甲烷來源包括白蟻、水稻、沼澤、天然氣的泄漏（天然氣本身就是遠古生物體的產物）和光合作用植物（參見《環球科學》2007年第3期《全球變暖 植物無辜》一文）等；火山對地球甲烷排放量所做的貢獻不足0.2%，不過它們噴出的甲烷仍然是遠古生物制造的；工業生產等非生物甲烷來源幾乎可以忽略不計。因此，在其他與地球類似的天體上探測到甲烷的存在，無疑會增加在那里找到生命的可能。