在系外行星大氣中檢測(cè)到甲烷可以被認(rèn)為是一個(gè)令人信服的生命跡象
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：加州大學(xué)圣克魯斯分校的一項(xiàng)新研究評(píng)估了行星的背景，在這種背景下，大氣在系外行星的中檢大氣中檢測(cè)到甲烷可以被認(rèn)為是一個(gè)令人信服的生命跡象。
如果宇宙中存在大量的甲烷跡象生命，那么大氣層中的可被甲烷可能是天文學(xué)家可以檢測(cè)到的地球以外的第一個(gè)生命跡象。盡管非生物過(guò)程可以產(chǎn)生甲烷，認(rèn)為人信但加州大學(xué)圣克魯斯分校的個(gè)令科學(xué)家們的一項(xiàng)新研究確定了一系列情況，在這些情況下，生命可以將生物活動(dòng)作為巖石行星大氣層中甲烷的系外行星來(lái)源，這一點(diǎn)很有說(shuō)服力。大氣
這一點(diǎn)尤其值得注意，中檢因?yàn)榧淄槭羌淄檑E象少數(shù)幾個(gè)潛在的生命跡象或“生物特征”之一，可以通過(guò)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）輕易探測(cè)到，可被該望遠(yuǎn)鏡將在今年晚些時(shí)候開(kāi)始觀測(cè)。認(rèn)為人信
加州大學(xué)圣克魯茲分校天文學(xué)和天體物理學(xué)研究生、個(gè)令這項(xiàng)新研究的主要作者 Maggie Thompson說(shuō)：“氧氣經(jīng)常被談?wù)摓樽詈玫纳锾卣髦唬赡芎茈y被JWST探測(cè)到。”
盡管之前有一些關(guān)于甲烷生物特征的研究，但是對(duì)于甲烷成為一個(gè)好的生物特征所需的行星條件，還沒(méi)有一個(gè)最新的、專門的評(píng)估。Thompson說(shuō)：“我們想提供一個(gè)解釋觀察結(jié)果的框架，所以如果我們看到一個(gè)有甲烷的巖石行星，我們知道還需要哪些觀察結(jié)果才能成為一個(gè)有說(shuō)服力的生物信號(hào)。”
這項(xiàng)研究于3月28日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，研究了甲烷的各種非生物來(lái)源，并評(píng)估了它們維持富含甲烷的大氣的潛力。這些包括火山；在洋中脊、熱液噴口和構(gòu)造俯沖區(qū)等環(huán)境中的反應(yīng)；以及彗星或小行星撞擊。
甲烷作為生物標(biāo)志物的理由是它在大氣中的不穩(wěn)定性。由于光化學(xué)反應(yīng)破壞了大氣中的甲烷，它必須被穩(wěn)定地補(bǔ)充以保持高水平。
“如果你在一個(gè)巖石行星上檢測(cè)到大量的甲烷，你通常需要一個(gè)巨大的來(lái)源來(lái)解釋，”共同作者、加州大學(xué)舊金山分校的研究員Joshua Krissansen-Totton說(shuō)。“我們知道生物活動(dòng)在地球上創(chuàng)造了大量的甲烷，而且可能在早期地球上也是如此，因?yàn)橹圃旒淄槭且患喈?dāng)容易代謝的事情。”
然而，非生物來(lái)源不可能產(chǎn)生那么多的甲烷而不產(chǎn)生關(guān)于其起源的可觀察的線索。例如，火山噴發(fā)的氣體會(huì)將甲烷和一氧化碳都添加到大氣中，而生物活動(dòng)往往很容易消耗一氧化碳。研究人員發(fā)現(xiàn)，非生物過(guò)程不容易產(chǎn)生富含甲烷和二氧化碳的宜居行星大氣，而幾乎沒(méi)有一氧化碳。
這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)，在評(píng)估潛在的生物特征時(shí)，需要考慮整個(gè)行星的背景。研究人員的結(jié)論是，對(duì)于圍繞類似太陽(yáng)的恒星運(yùn)行的巖質(zhì)行星，如果大氣層也有二氧化碳，甲烷比一氧化碳更豐富，并且可以排除極其豐富的行星成分，那么大氣層中的甲烷更有可能被認(rèn)為是生命的強(qiáng)烈跡象。
“一個(gè)分子是不會(huì)給你答案的--你必須考慮到行星的全部背景，”Thompson說(shuō)。“甲烷是拼圖中的一塊，但是要確定一個(gè)星球上是否有生命，你必須考慮它的地球化學(xué)，它如何與它的恒星相互作用，以及在地質(zhì)時(shí)間尺度上能夠影響一個(gè)星球大氣的許多過(guò)程。”
該研究考慮了“假陽(yáng)性”的各種可能性，并提供了評(píng)估甲烷生物特征的準(zhǔn)則。
Krissansen-Totton說(shuō)：“有兩件事可能會(huì)出錯(cuò)--你可能會(huì)把一些東西誤解為生物特征而得到一個(gè)假陽(yáng)性，或者你可能會(huì)忽略一些真正的生物特征。通過(guò)這篇論文，我們想開(kāi)發(fā)一個(gè)框架來(lái)幫助避免甲烷的這兩個(gè)潛在錯(cuò)誤。”
相關(guān)報(bào)道：探測(cè)外星人是否存在？甲烷可能是關(guān)鍵
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)（張佳欣）：地球以外的行星上是否有生命存在？其證據(jù)不可能像外星飛船降落在巴黎埃菲爾鐵塔旁邊那樣引人注目，更可能來(lái)自對(duì)遙遠(yuǎn)行星的觀測(cè)——該行星帶有暗示生物活動(dòng)的大氣化學(xué)物質(zhì)。一項(xiàng)發(fā)表在28日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的新研究證明，如果宇宙中有豐富的生命，那么其大氣中的甲烷或是能探測(cè)到的地球以外生命的第一個(gè)跡象。
甲烷是地球大氣中重要的微量氣體，含量低于百萬(wàn)分之二。這項(xiàng)新研究的主要作者、美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校天文學(xué)和天體物理學(xué)研究生瑪吉·湯普森說(shuō)：“在地球上，絕大多數(shù)甲烷是由生命產(chǎn)生的。”而非生物產(chǎn)生的甲烷比例微乎其微。
研究人員指出，甲烷是一種很好的生物特征。首先，即使外星生命的生物化學(xué)與地球生物圈的生物化學(xué)完全不同，但對(duì)于任何基于碳的生命來(lái)說(shuō)，甲烷生成都是一種明顯而簡(jiǎn)單的代謝策略，因此其他地方的生命產(chǎn)生甲烷也不足為奇。
其次，如果沒(méi)有生命有機(jī)體的持續(xù)補(bǔ)充，甲烷就不會(huì)在可居住的巖石行星的大氣中持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。在地球上，大氣中的甲烷是不穩(wěn)定的，容易被光化學(xué)反應(yīng)破壞，但地球有生物在持續(xù)補(bǔ)充甲烷。
第三是甲烷的非生物過(guò)程來(lái)源，如火山作用或大洋中脊和熱液噴口的化學(xué)反應(yīng)，很難維持甲烷的補(bǔ)給。例如，火山釋放的氣體會(huì)將甲烷和一氧化碳添加到大氣中，但生物活動(dòng)往往會(huì)很容易地消耗一氧化碳。因此，非生物過(guò)程不能像在地球那樣輕易產(chǎn)生富含甲烷和二氧化碳、卻幾乎沒(méi)有一氧化碳的宜居行星大氣。
研究人員得出結(jié)論，對(duì)于一顆圍繞類日恒星運(yùn)行的巖石行星來(lái)說(shuō)，如果大氣中也有二氧化碳，甲烷比一氧化碳更豐富，并且可以排除極富水的行星成分，那么大氣甲烷更有可能被認(rèn)為是存在生命的強(qiáng)烈指示。
該研究強(qiáng)調(diào)，其他行星環(huán)境可能十分富有多樣性，也許還有其他非生物甲烷生產(chǎn)過(guò)程。
與大氣中的氧氣等其他潛在的生物特征不同，甲烷是少數(shù)可以使用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡檢測(cè)到的氣體之一。