水是万物之源,没有水人类就无法生存,不过至今科学家们没有说凡是生命就一定需要水,但是在探索外星是否存在生命形态时,科学家第一考虑的要素依旧还是水,这是为什么呢?有没有不需要水的另外生命存在的形态呢?
水与生命科学家们一直都想知道,地球生命的出现到底是不是一个偶然的事件,从太空中看,地球上最显著的特征之一就是水,覆盖了地球表面的75%的面积,水几乎在地球上无处不在,它是在地球表面相对较小的气温和压力范围内,已知的唯一可以气体、液体和固体形式自然存在的物质。
根据地质证据,在过去的38亿年中的大部分时间里,地球上存在过大量流动的水,科学家相信水在地球上是一种重要的物质,最初是通过古代火山的排放到达地表,在太阳系中这是地球区别于其他行星的特质,更重要的是,水是地球上生命发育和滋养必不可少的成分,地球的含水量约为13.9亿立方公里,其中大约96.5%是海水,大约1.7%储存在极地冰盖、冰川和永久积雪中,还有1.7%储存在地下水、湖泊、河流、溪流和土壤中,只有千分之一的水是以水蒸气的形式存在于大气中的,是地球天气和气候的主要驱动力。
也就是说地球上的淡水资源,包括水蒸气仅占地球水资源的4.4%,而这4.4%的淡水资源则是人类用于饮用和农业的重要生命之源,根据现有的科学调查数据,淡水存在于湖泊、河流、地下水和冻结的冰雪冰盖中,其中地下水占淡水的比例大概在22%-30%,冰占其余78%-70%的大部分。
米勒在火花放电的过程中不断进行抽样分析,他发现火花放电中最先合成的是氢化物和醛,甲烷与氨作用生成氢,甲烷与水作用生成醛,然后氢、醛与氨作用生成了氨基腈,水解氨基腈就生成了氨基酸,整个试验期间合成氨基酸的过程是在近乎恒定的速度中完成的。
不仅如此,这项实验既然合成出了20种天然氨基酸中的17种,这意味着尽管米勒的实验只是从化学层面证明了由无机物合成小分子有机物是完全有可能的,远不能从根本上揭示生命产生的奥秘,但同时也意味着水是合成生物小分子的不可或缺的成分,是产生地球生命的基本元素。
从生物学角度来看,构成人体的物质6成以上都是水,成年人体内的水分平均大约占体重的65%,新生儿大约为75%,其中脑髓含水75%,血液含水83%,肌肉含水76%,连坚硬的骨骼中也含水22%。这些数据反过来也说明在米勒经典的生命起源实验中,水在生命构成中的比重有多大,不过几个分子是如何通过一系列化学反应成为了最初的生命细胞呢?
年2月18日,NASA的毅力号探测器穿过火星大气点燃反推进火箭,在火星赤道附近的杰泽罗陨石坑着陆了。这是火星上一个45公里宽的陨石坑,科学家认为这里很可能曾是一个液态水湖泊,游说NASA发射毅力号造访泽杰罗陨石坑的科学家中,有一位英国MRC分子生物学实验室的生物化学家约翰萨瑟兰,之所以要让毅力号在泽杰罗陨石坑着陆,这是因为生命起源于海洋的假说,已经被最新出现了证据所颠覆。
约翰萨斯兰等科学家通过实验发现,生命的基本化学物质需要来自太阳的紫外线辐射才能形成,而且含水的环境必须是高度浓缩的,有时候甚至要完全干燥,在实验中,他们小心的将简单的碳基化学物质加热,再将它们暴露在紫外线辐射中,间歇性的烘干就生成了DNA、蛋白质和细胞的其他关键生物分子,但是在海水环境下却无法合成这么多不同的生物分子,因此生命的关键分子和关键过程只可能出现在像杰泽罗陨石坑这样的地方,由水流汇聚形成的一个相对较浅的水体,而且,约翰萨斯兰认为,无论是火星还是地球,生命产生都应该始于这样的环境。
水与宇宙年,意大利天体物理学家弗兰科瓦扎和意大利神经医学家阿尔贝托费莱蒂合作,拿宇宙的结构与人脑的神经元结构做了一个对比实验,结果亦如米勒的经典实验也是震惊了世界,实验中他们惊奇的发现构成人大脑的物质77-78%是水、10-12%是水脂质、8%是蛋白质、1%是碳水化合物、2%是可溶性有机物、1%是盐,构成宇宙的物质,73%以上是暗能量、22.5%是暗物质、4.4%是普通重子物质、光子和中微子小于0.1%。
两个系统中很明显的呈现出了一种不可思议的相似性,无论是人脑还是宇宙占据75%的分布都是一种被动物质,质量和能量,那么宇宙中的暗物质、暗能量有没有可能就是构成宇宙的水呢?
在可观测宇宙中,氢是宇宙中已知丰度最高的元素,氦是第二,氧是第三,这是构成宇宙的主要元素,因此科学家认为水在银河系的其他信息中应该是大量存在的,而且在太阳系中已经发现水存在的天体就有月球、水星、火星、海王星、冥王星、海卫一、木卫二,不过,都是以固体形式存在的,而以液态形态存在的水的星球目前只有一个,那就是地球。
我们都知道水是由两个氢原子和一个氧原子组成的,既然宇宙中氢元素和氧元素的丰度如此之高,如果人类想要移民其他星球,可不可以在其他星球上直接用氢原子和氧原子造水呢?
从理论上讲应该是可以的,但是,为什么在其他星球上就造不出液态水来呢?这是因为液态水存在的条件是极为苛刻的,既不能太热也不能太冷,只能存在于恒星系内的宜居带,而且还必须有促使两个元素进行化学反应的催化剂,气体。可是宇宙的温度低到无法让氢和氧产生化学反应,而且也根本就没有能够让氢燃烧产生水的气体。
所以单从化学层面来讲,地球以及地球上一切生命的循环系统就像是一个精准的仪器,按照人类尚未窥测到的精密设计的机制在运转,实际上宇宙中存在着各种液态物质,并不仅仅是水,由于人类本身是碳基生命,获取和储存能量的最基本化合物是碳水化合物,因此在探索地外生命时,也是依照碳基生命的特征在寻找地外生命。
不过,如果一个星球的液体环境不是水,而是甲烷或等离子体,产生的循环是类似于水循环的甲烷循环或等离子体循环,那么有没有可能在这种环境下产生甲烷生命体或者等离子体生命体呢?
硅基生命年,波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳提出了一个颠覆人类对生命起源认知的概念,他发表了一篇文章,探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,第一个提出了硅基生命的概念,英国化学家雷诺兹极为赞同这个概念。年雷诺兹在英国科学促进协会的一次演讲中讲到,硅化合物具有高度的热稳定性,这意味着硅基生命可以生存在高温之下,这一点从近几年SOHO发布的有关太阳表面的图像中得到了证实。
年,NASA与欧洲航天局共同发射了专门观察太阳表面的探测卫星SOHO,近几年在传回的许多太阳表面的录像中,赫然出现了许多惊人的画面,有穿越太阳的不明飞行物,有降落在太阳表面的不明飞行物,也有从太阳中飞出的不明飞行物,还有从太阳中吸取能量的不明飞行物。
太阳是太阳系中的恒星,其化学构成大约四分之三都是氢,实际上就是一个等离子与磁场交织的星球,而且温度之高也超出了人类的想象。年12月14日,NASA宣布发射的帕克太阳探测器首次接触到了太阳大气层,当时的环境温度约为万华氏度,大约是93万摄氏度。
在如此高温的等离子磁场环境中,能够在上面停留的生物会是和人类一样的碳基生命吗?当然不是,对于人类这样的碳基生命来说,在吸入氧气后所呼出来的气体就是经过转换和分解的二氧化碳,如果硅基生命真的存在的话,他们排出的很可能是类似二氧化碳的硅化合物了,也就是说能够停留在太阳这样等离子磁场环境中的生命,排出的很可能就是等离子的聚合物了。
宇宙中恒星的寿命普遍在10亿至亿年,那么生活在恒星上的生命的寿命相对来讲也就远远的超过了地球生命,根据人类现有的认知,能够如此长寿长生的类人生命,除了神佛道,就再也没有其他的生命概念了,如果宇宙中的水就是暗物质和暗能量的话,科学家设想的硅基生命或等离子生命的存在也就符合推理逻辑了。
那么宇宙中的暗物质暗能量到底是不是水呢?
转载请注明:http://www.0431gb208.com/sjslczl/6199.html