科技日報實習記者 張佳欣
地球以外的行星上是否有生命存在？其證據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，更可能來自對遙遠行星的觀測——該行星帶有暗示生物活動的大氣化學物質。一項發表在28日的《美國國家科學院院刊》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到的地球以外生命的第一個跡象。
如果可以排除非生物來源，行星大氣中的甲烷可能是生命存在的標志。這張插圖總結了地球上已知的甲烷非生物來源，包括火山的排氣、大洋中脊、熱液噴口和俯沖帶等環境中的反應，以及小行星和彗星的影響。圖片來源：物理學家組織網?埃琳娜·哈特利
甲烷是地球大氣中重要的微量氣體，含量低于百萬分之二。這項新研究的主要作者、美國加州大學圣克魯茲分校天文學和天體物理學研究生瑪吉·湯普森說：“在地球上，絕大多數甲烷是由生命產生的。”而非生物產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與地球生物圈的生物化學完全不同，但對于任何基于碳的生命來說，甲烷生成都是一種明顯而簡單的代謝策略，因此其他地方的生命產生甲烷也不足為奇。
其次，如果沒有生命有機體的持續補充，甲烷就不會在可居住的巖石行星的大氣中持續很長時間。在地球上，大氣中的甲烷是不穩定的，容易被光化學反應破壞，但地球有生物在持續補充甲烷。
第三個證據是甲烷的非生物過程來源，如火山作用或大洋中脊和熱液噴口的化學反應，很難維持甲烷的補給。例如，火山釋放的氣體會將甲烷和一氧化碳添加到大氣中，但生物活動往往會很容易地消耗一氧化碳。因此，非生物過程不能像在地球那樣輕易產生富含甲烷和二氧化碳、卻幾乎沒有一氧化碳的宜居行星大氣。
因此，研究人員得出結論，對于一顆圍繞類日恒星運行的巖石行星來說，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為是存在生命的強烈指示。
該研究強調，其他行星環境可能十分富有多樣性，也許還有其他非生物甲烷生產過程。
與大氣中的氧氣等其他潛在的生物特征不同，甲烷是少數可以使用詹姆斯·韋布空間望遠鏡檢測到的氣體之一。
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