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奇怪耶你,找外星生命一定要先找水嗎?

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credit:by Wikimedia Commons

是的,現在讓我們回到火星的現場。就在不久之前,好奇號在火星上面發現了沈積岩,學過一點點地球科學的同學們一定都知道,「沈積岩」是砂礫在平靜的水裡一層一層沈積之後,日積月累經過一段相當長的地質時間之後形成的,換句話說,發現沈積岩,證明了火星曾經有水存在。科學家因此大膽猜測,火星上(曾經)存在生命的機會又大了一點。好了,奇怪耶,為什麼講到外星生命,一定都要有水咧!其實,這是有深意的啊!(菸)

要維持生命,最重要的一個環節就是「溶劑」。溶劑可以傳遞養分、排除生物體內的廢物,還可以促進化學反應,好處多多。那麼,水為什麼這麼重要呢?第一點,水(H2O)的化學組成簡單,而且兩種元素氫(H)和氧(O),是宇宙間含量第一和第三名的元素。比起其他的溶劑,水是相當容易形成的分子,而且宇宙間到處都是。第二點,以小分子來說,水調節溫度的能力是宇宙第一!要讓一公斤的水蒸發,必須消耗掉595大卡的熱量,大概跟一個7-11國民便當差不多,比起常見的阿摩尼亞(300)和甲醇(290)來得高。這對於維持生命體溫度穩定是相當重要的一件事,只要小小的一滴水滴蒸發,就有很好的冷卻效果,可以帶走生物體大量的熱。還有,在20度C時,水的表面張力只輸給汞。強大的表面張力可以讓你輕功水上飄有機分子得以聚集,幫助生命的演化。你看看,水對生命的重要性是不是相當高!所以科學家才會有信心的說,找外星生命先找有水的環境。

這就是為什麼尋找外星生命的第一步,是尋找有「水」的環境。在太陽系裡面,除了地球本身,可能有水存在的地方,還有火星、木星的衛星歐羅巴、甘尼米得,以及土星的衛星泰坦。而在太陽系外,天文學家的重點就是要尋找位於「適居帶」的第二個地球,這個「適居帶」,就是液態水存在的地方。

好了,既然水這麼重要,那地球上的水是從哪裡來的咧?有一派的說法認為,地球上的海洋是由彗星上帶進來的。因為彗星是結凍的大冰塊,地球經過許多次的彗星撞擊後,彗星的水份逐漸變成地球上的海洋。要驗證這個說法,最直接的方法就是比較彗星和地球上水的同位素比例,也就是氘氫比。氫是一個原子加上一個電子,如果多了一個中子,就是氘。兩個氫加上一個氧,是水;一個氫一個氘加上一個氧,就是重水。很可惜,根據羅賽塔號對67P彗星的觀測結果,彗星上的氘氫比跟地球不太一樣,地球上的海洋的氘氫比反而比較接近小行星。換句話說,地球上的海洋不是彗星造成的,有可能是小行星造成的。不過,科學研究總是需要多次測量的,雖然結果尚未定論,就請大家繼續耐心看下去囉!

關於作者

Y博士

天文學家。