探寻外星生命 水未必是唯一线索

从高空云层到地壳深处，几乎在地球上任何有水的地方都可以找到生命的痕迹。基于这一点，科学家在寻找外星生命时，通常会把重点放在允许液态水存在于地表的可居住行星上。但是根据一项新的研究，寻找磷和钼等生物必需元素也可以帮助科学家判断一个星球是否有能力繁殖和维持生命。

根据哈佛大学科学家的一项新研究，寻找外星生命不能近距离观察有水的行星。以金星为例。金星目前的温度足以融化铅，但是根据2016年的一项研究，金星曾经是一颗适合居住的行星。科学家认为，如果金星上曾经出现过生命，它们仍可能潜伏在云层中。

该研究论文的作者、哈佛大学天文系主任阿维·勒布指出，众所周知，生命不仅需要水，还需要一系列其他因素。以地球上的生命为例，氮和磷等元素对海洋能容纳的生命数量至关重要。氮和磷是脱氧核糖核酸和核糖核酸的关键成分。最近的几项研究指出，大约6.35亿到8亿年前，海洋中可用磷的数量增加，有助于地球上动物的进化。

为了确定基本生物元素在外星生命进化中的作用，研究人员将目光转向了在冰冻地球表面下有液体海洋的行星，并分析了这些元素的可用性。勒布指出:“人们一直怀疑欧罗巴和土卫二冰层下的液态水中存在生命。美国宇航局和欧洲航天局都计划访问这两颗卫星。”

在地球上，海洋磷的一个重要来源是酸性和温和的雨水对长英质岩石的侵蚀。通过热液活动，海洋磷“逃逸”。先前的研究已经在木卫二和土卫二发现了热液活动。木星的辐射不断照射“木卫二”产生氧化剂，然后进入“木卫二”的地下海洋，与硫化物反应，提高海水的酸度。木卫二可能有足够的磷来维持生命，但是高酸性的海水可能会扼杀生命进化的机会。

先前的研究表明，“欧罗巴”的地下海洋可能是强碱性的。在新的研究中，科学家已经计算出一颗行星的海洋是中性的还是碱性的，以及是否存在热液活动。哈佛大学的天体物理学家、该研究论文的作者马纳塞赫·林甘指出，磷可以在数百万年内从地下海洋中逸出。

两位科学家认为微量金属如钼、锰和钴也是生物必需品。Lingam指出，钼在某些酶中起着至关重要的作用，尤其是在固氮方面。此外，钼还能影响许多生物的蛋白质合成、代谢和生长。锰在叶绿体通过光合作用产生氧的过程中起着重要作用。钴在新陈代谢中起着一系列的作用，包括形成维生素B12的一种成分。

纽约罗切斯特大学的天体物理学家亚当·弗兰克说:“可居住区的概念可以追溯到20世纪50年代。在那之后，我们发现了许多东西，比如地下海洋的存在。在研究可居住性时，我们需要改变主意，不要盯着水。这非常重要。除了水之外，特定的元素和化学物质也是生命所必需的。”

为了确定系外行星是否具有生物的基本元素，我们不妨看看它们的母星，通过观察母星来揭示它们和它们的卫星的组成。林甘说，如果一颗恒星有一种元素，它会在星光下产生一个独特的光谱，为我们提供关于行星可居住性的信息。

如果一个星球有少量的基本元素，它可能会影响其孕育和支持生命的潜力。林甘说:“尽管新的研究认为在未来的木卫二和土卫二探测任务中探测生命的可能性极低，但这是验证我们的模型的绝佳机会。我们希望将来能执行更多类似的探索任务。”

康奈尔大学行星科学家乔纳森·鲁尼警告说，我们必须记住，行星和卫星比我们想象的要复杂得多。这是我们从多年的太空探索中学到的一课。尽管新的研究结果不是决定性的，但它们仍然对未来的观察和探索任务有用。