金星上曾經(jīng)存在過生命嗎?科學(xué)家們開發(fā)了新的方程式來找出答案。
是什么驅(qū)使我們在整個太陽系以及漫游車和著陸器中發(fā)送探測器火星?這并不便宜,也不容易。這是因?yàn)槲覀兩钤谝粋€巨大的自然拼圖中,我們想了解它。
這是原因之一。但太空探索的主要原因是尋找地球以外的生命。我們的星球可能是唯一擁有生命的星球,這是一個令人不安的想法。
我們對生命的搜索集中在火星和太陽系冰冷的海洋衛(wèi)星上。金星吸引了一些注意力,盡管它看起來并不友好。盡管金星的性質(zhì)不適合居住,但它是一顆類地行星,在大小、質(zhì)量和體積組成上與我們自己的行星相似。
金星和地球都位于宜居帶,盡管有人說金星只是在技術(shù)上有所涉及。不知何故,他們的氣候發(fā)生了巨大的分歧,地球仍然適合居住,而金星則遭受了極端的溫室效應(yīng)。
所以,金星可以告訴我們,在很多方面相似的巖石行星如何在其他方面大不相同。
隨著我們對生命或至少宜居性的尋找擴(kuò)展到其他太陽周圍的遙遠(yuǎn)系外行星,金星為我們提供了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。它可以幫助我們了解其他恒星宜居帶中的巖石行星。
根據(jù)最近 2025 年月球和行星科學(xué)會議上的演講,一個方程讓人想起Drake 方程可以確定金星上存在生命的概率,以及這可以告訴我們關(guān)于其他世界的信息。
演示文稿的標(biāo)題為”行星生命的概率:金星生命方程和其他世界的未知數(shù)."該研究的主要作者是美國宇航局(NASA)艾姆斯研究中心(Ames Research Center)艾姆斯航空生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任戴安娜·金特里(Diana Gentry)。
就像 Drake 方程 (DE) 一樣,我們無法填寫所有值。相反,DE 和金星生命方程 (VLE) 分別是思考銀河系和金星上生命的框架。
方程中的值不是靜態(tài)的,并且會隨時間而變化,因此 VLE 為我們提供了一個框架,用于思考過去、現(xiàn)在和未來生命的可能性。
作者寫道:“VLE 的基本目標(biāo)是提供一個腳手架,用于根據(jù)可以通過觀察、實(shí)驗(yàn)和建模進(jìn)行限制或量化的因素來估計生命的機(jī)會。
關(guān)于金星的歷史,有許多問題缺乏令人滿意的答案。盡管如此,科學(xué)家們還是把一些事情拼湊在一起。
這顆炙熱的星球可能已經(jīng)享受了一段溫暖的海水。在那段時間里,會出現(xiàn)對生命很重要的陸地-水界面。這一時期與地球的哈迪亞晚期和太古宙早期相吻合。
由于這是生命出現(xiàn)在地球上的時間,因此生命能夠在金星上出現(xiàn)的可能性非常大。
這讓我們想到了一個有爭議的想法:如果金星擁有簡單的生命,它有可能能夠在金星的云層中生存到今天。在大約 50 公里的高度,條件出奇地溫和,溫度和壓力與地球相似。
與 DE 一樣,VLE 也基于關(guān)鍵參數(shù)。DE 使用八個參數(shù),而 VLE 使用三個參數(shù):Origination、Robustness 和 Continuity。VLE 公式為>
“VLE 的術(shù)語是 L,即在相關(guān)時間存在生命的可能性;O(起源),生命在相關(guān)時間之前出現(xiàn)和建立的機(jī)會;R(穩(wěn)健性),生物圈隨時間的潛在大小和多樣性;和 C(連續(xù)性),即適合生命的條件在空間和時間上持續(xù)到所討論的時間的機(jī)會,“作者解釋說。
該方程與生命的類型及其規(guī)模無關(guān),方程中的所有因素都從 0 和 1 開始,前者表示沒有機(jī)會,后者表示確定性。
每個變量背后都有不同的因素。對于發(fā)起,需要考慮以下因素:
- 非生物發(fā)生起源的可能性
- 泛精子癥起源的可能性,由恒星系統(tǒng)中其他位置生命的可能性和行星際物質(zhì)傳輸?shù)膭恿W(xué)提供信息
- 兩個或多個獨(dú)立基因的幾率(例如,非生物發(fā)生和泛精子癥同時發(fā)生)
- 爆發(fā)或生命擴(kuò)張到其起源點(diǎn)之外以占據(jù)地球的幾率
其中一些非常難以量化,例如突破的機(jī)會。我們知道生命在地球上傳播得相對較快,但我們對細(xì)節(jié)知之甚少。
來源是 VLE 中唯一不隨時間變化的因素。它是 0 或 1。
當(dāng)談到 R 或穩(wěn)健性時,作者考慮了行星生物量隨時間變化的最佳情況。這取決于必需營養(yǎng)素的可用性,例如中國人以及能源可用性。
當(dāng)具體考慮金星時,當(dāng)陸地-水界面消失時,營養(yǎng)物質(zhì)的可獲得性變得較少。金星也可能經(jīng)歷了一段板塊構(gòu)造時期,這影響了 CHNOPS 的可用性。一旦結(jié)束,它就影響了 Robustness。
生命的功能多樣性也會影響 R,因?yàn)樯m應(yīng)的生態(tài)位越多,當(dāng)條件發(fā)生變化時,它的生存機(jī)會就越大。作者寫道:“低 R 值表明一個小或脆弱的生物圈更容易因最終連續(xù)性項(xiàng)中捕獲的威脅而滅絕。
卡爾·薩根 (Carl Sagan) 將地球描述為“一個充滿生命漣漪的世界”。地球似乎具有很高的 R 值,這有助于解釋為什么它會持續(xù)到今天。
“地球上的生命已經(jīng)廣泛而多樣,足以在一些大規(guī)模滅絕(瓶頸)事件中持續(xù)存在,包括小行星影響和全球冰川作用——其中一些發(fā)生在其歷史上很早的時候,“作者解釋說。
第三個因素,連續(xù)性,也取決于幾個因素。這些因素包括恒星的穩(wěn)定性和壽命、行星的軌道穩(wěn)定性、行星地質(zhì)穩(wěn)定性,包括持續(xù)的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)等,以及發(fā)生重大破壞性事件(如長期火山活動或大型撞擊)的可能性。
另一種是生物(生命引起的)不穩(wěn)定性,例如,當(dāng)?shù)厍虻?a>大氧合事件改變了海洋和大氣的化學(xué)成分。
科學(xué)家們對其中一些因素有很好的處理,比如恒星壽命和行星軌道。然而,其他因素,如生物不穩(wěn)定性,很難受到約束。
作者解釋說:“C 的值為 0 表示在原始事件(包括突破)的時間點(diǎn)和正在評估的時間之間至少發(fā)生了一次完全滅絕事件。
地球似乎從未完全滅絕,但這是可能的。我們無法知道生命是否在我們的星球上不間斷地生存下來,或者它是否在地球歷史的早期就已經(jīng)滅絕,然后又重新出現(xiàn)。
VLE 與 DE 存在相同的障礙。我們只知道一個出現(xiàn)生命的地方:地球。但是,無論我們喜歡與否,這都是我們的起點(diǎn),VLE 是加深我們理解的框架。
“雖然我們目前受到作者寫的限制。
本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.
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