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为什么科学家总以氧气作为寻找生命的依据,外星人吸氮气不行吗?

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如果宇宙中有外星人,那么他们究竟在哪?这个问题是人类探索宇宙以来最迫切想要找到答案的问题之一。


从上世纪70年代发射阿雷西博信息开始,人类已经在宇宙中“呐喊”了半个世纪之久,但取得的成果显然不尽如人意,除了一个似是而非的“Wow”信号之外,可以说一无所获。

这种情况并未打消人类寻找外星生命和外星智慧生命的积极性,毕竟相较庞大的宇宙尺度,人类目前已经探索的范围几乎能够忽略不计。


由于不知道外星人确切的位置,科学家们通常采用曲线救国的方式寻找,比如寻找宇宙中富含氧气的宜居行星。

这种情况下很多人心中难免会出现一个疑惑:为什么科学家总以氧气作为寻找生命的依据呢,外星人吸氢气不行吗?

氧气是生命存在的先决条件吗?


因为氧气是人类生存所需,所以许多人会下意识觉得氧气是孕育生命的先决条件,但这种观点其实是不对的,因为氧气是属于生命的奇迹。

换句话说,只有存在类似地球生命的星球上才会有大量的氧气,那些没有生命的星球上不可能存在大量氧气。

为什么?


化学课本上告诉我们“氧”的活泼性很强,它会强行抢夺大多数元素的电子,所以在没有任何生命活动的干预之下,氧元素会和其他元素组合成各种化合物,几乎不可能以单质形式存在。

地球上氧气哪来的?

在地球刚形成时,原始大气主要是由二氧化碳、氮气、甲烷以及极少的氨气组成,其中并没有氧气。


既然地球一开始是无氧环境,那怎么会形成现在的有氧环境呢?就像上面说的那样,氧气是生命创造的奇迹。

在演化出光合作用之后,几乎遍布全球的蓝藻通过光合作用释放出了大量氧气,直接改变了地球的大气环境。这一庞大的生命奇迹被科学界称为“大氧化事件”,它发生在22亿年前。


目前,虽然我们享受着工业社会带来的种种便利,但难免为自然环境被破坏而感到担忧,但真正细算起来,人类根本不是第一个改变地球环境的生物,因为那些演化出光合作用的细菌和藻类才是真正意义上的第一。

自地球孕育生命以来,这是生命第一次能够利用太阳能量,将大气中的二氧化碳固定下来,跟着它们的尸体沉到河床和海底,继而随着地质运动进入岩石圈。


二氧化碳的分子式感受我们,埋在地下的每一个碳原子都对应着一个氧分子,这个数量庞大到让人心悸。

在最开始,被释放到大气中的氧还会和各种具有还原性的分子反应,与其他分子组成各种化合物,但藻类们释放的速度和数量实在太夸张了,以至于将地表所有元素都氧化完了,再也没有东西能够进行氧化或组合之后,海量的氧气喷涌入大气,将地球彻底改造成了一颗富氧行星。

氧气是更多可能性的前提

氧气不仅能够证明行星上可能存在着生命,它还是更多可能性的基础和前提。


经过几十年的研究已经证明,火星曾是一颗拥有过大片海洋的行星,它表面纵横交错的河床、随处可见冲刷痕迹以及到处散落的鹅卵石就是最好的证明。

而近些年的研究指出,金星在远古时期可能同样拥有大片的海洋、舒适的环境,毕竟三颗岩质行星都诞生于同一片星云,组成成分基本相差无几,更何况几乎都位于太阳系的宜居带内。


但为什么火星变成了今天这副模样呢?因为它失去了所有水。

太阳光中的高能射线会将水分解成氧气和氢气,氢气因为密度非常小,很容易散逸到宇宙空间。长此以往,火星表面的海洋被分解殆尽,遗留下的氧和地表物质发生了反应,这也就是火星表面呈现赤红色的原因,因为都是氧化铁。


地球上的水受太阳光中的高能射线影响也会被分解,但因为地球上氧气含量极高,氢原子还没来得及散逸到宇宙空间就被氧化,重新变成水落回地表。

所以,大量的氧意味着行星能够保住自己的海洋。

根据相关研究,当生物进行无氧呼吸时,它只能释放出供能物质10%的能量,而当变成有氧呼吸时,就会从10%上升到40%。


这种堪称质变的效率提升所带来的,是更复杂的食物链和更高的生态层级,而这些是更复杂生态系统的前提,是生物多样化和复杂化的前提。

地球生命是最好也是唯一的样本

因此,作为一种可以证明生命存在的证据,同时又是复杂生态不可缺少的条件,我们当然要将氧作为寻找外星生命的依据之一。


外星人可能吸的是氢气而不是氧气吗?当然可能,他们甚至还可能吸的是氮气,喝的是硫酸,吃的是岩石,但这种猜测对寻找没有任何的帮助。

我们现在不知道生命诞生需要什么条件、不需要什么条件,我们只知道地球环境确实孕育出了生命以及人类这样的智慧生命,所以在宇宙中寻找类似地球的环境,至少那里有孕育生命的可能性,这可比漫无目的的“瞎找”高效多了。

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