金星上，“吸”霾能孕育生命_风闻

翻译：王婧彧

校对：杨伯顺 王茸 张砚斌 张宇辰

审阅：牧夫天文校对组

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

NASA水手10号拍摄到的金星浓厚的大气层

Credit: NASA/JPL-Caltech

最新研究发现，在金星炼狱般的大气层内部，一层神秘的霾可能成为生命的伊甸园。

金星是太阳系中最炎热的行星，温度可高达465摄氏度，把铅熔化都绰绰有余。这种酷热让金星上的每一滴水都蒸发殆尽，导致整个行星极其干燥。

先前的研究表明，在十亿年前，金星有可能是一个宜居的荒凉星球。但随着时间的推移，气温的增高使得水蒸气在大气中积聚。由于水蒸气是一种较强的温室气体，它会如饥似渴地吸收红外辐射，使大气温度升得更高，这样更多的水就会蒸发，最后海洋消失了。这种正反馈的后果就是失控的温室效应。现在的金星大气比地球上最干燥的地方——夏天正午的阿塔卡马沙漠，还要干燥50倍。

新研究表明，如果有地方让生命在这种失控温室效应下幸存，一个可能就是48~60千米高度处的云层。尽管这种可能性看起来很牵强，但是麻省理工学院的行星科学家Sara Seager表示，地球本身就有大气生物圈。微生物不会一直在那儿待着，但是它们可以被送上去然后在落下来之前在那里待上几周。

研究人员发现，在金星大气中，生命可能需要栖息在云滴中。但是云滴会聚合和增长，最后会落到地面。这对于地球上的浮游菌来说没什么，但对于金星生命却可能是致命的。

Seager和她的同事发现了一种可能的情况，使金星上的微生物得以避免坠地而亡的宿命，从而在大气中生存下去。我们已经知道，在金星最低层云的下方，大概位于47.5~33千米高度处有一层霾。科学家们不知道组成这层霾的物质，只知道它们的粒径在0.4~4微米（人类头发的平均直径为100微米）。Seager说，人们并不知道这层霾为什么出现在那儿，金星上还有太多未解之谜。

研究人员提出，金星微生物可能落到这层霾上并待在那里，就像和它们差不多大的霾粒子一样在空气中悬浮。为了适应炎热的低层大气，它们必须休眠，变成能更好适应恶劣环境的孢子。

金星上的闪电艺术想象图

Credit:ESA

上升气流会把孢子从霾中转站送到更宜居的气层。然后，就如同地球上的灰尘和微生物一样，它们会吸收周围的液滴，结束休眠。在悬浮的过程中，微生物会增长、繁殖，也许会住在液滴里几小时，几个月甚至几年。最后，当它们大到浮力无法支撑时，就会落到低层的霾里。一个新的循环就开始了。

“人们经常讨论金星大气中的生物，但其实他们从未对此深思熟虑。” Seager说道。如果它们被永久困在大气生物圈的话，金星上的生命就需要从大气中获得所需的全部营养，并且需要像地球植物那样会进行光合作用。

尽管科学家们推测孢子只会被动地待在适宜的气层中，直到长大掉落到霾层中，但它们也许会为了保持悬浮更积极主动一些。Seager提到，著名的天文学家Carl Sagan提出了许多生命可能在木星大气中保持悬浮的方法，比如，吞进气体（和南海狮吞鹅卵石有异曲同工之妙）。

下面是个简单的计算：假设干孢子占据金星霾层质量的十万分之一，那就会有5500吨。再假设这些脱水微生物（照地球上的情况）每个重十万亿分之4克，那么就是10^22个孢子。而据科学家们的估计，地球大气生物圈有10^24个细胞和超过10^30个自由的单细胞生物。

然而，即便有了霾层，和地球相比，想要生活在金星大气层中还是太过艰难了。除了要时时承担极端干旱带来的脱水风险，它们还必须适应富含硫的云层环境。尽管地球上的微生物可以在高硫环境下存活，比如埃塞俄比亚的达罗尔火山地热区，但研究人员提醒我们，金星云层的酸性是那里的千亿倍。即使这样，任何能够形成防硫层的金星微生物依然有可能在这种致命的环境里生存。

思考生命如何在金星上存活能够启发我们，从而了解它们怎样在别处生存。系外行星的云层里是否有生命？木星和气态巨行星能否孕育生命？未来的金星任务会帮助我们理解宇宙中生命的极限在哪里。

这项研究于8月13日发表在了《天体生物学》期刊上。                                

原文链接: 

https://www.space.com/venus-astrobiology-microbe-spores-in-haze.html

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图片来源: 哈勃望远镜资料库, NASA, ESA - 处理: Judy Schmidt