中國俗神(電子書)

甲烷謎霧：火星和泰坦上有生命嗎？


甲烷可能暗示了生命的存在，也可能是異常地質活動的象徵；但無論如何，在火星與泰坦的大氣中偵測到甲烷，是太陽系最引人入勝的謎團。

撰文╱阿提耶（Sushil K. Atreya）

翻譯／邱淑慧


太陽系裡的所有行星，除了地球之外，火星可說是公認最有孕育生命潛力的了，可能現在有生命存在，也可能是曾經有生命。火星有許多與地球相似的特性，例如：形成過程、早期氣候史、有水儲存，以及火山和其他地質活動等，這些可能正是微生物所需要的。而另一個經常被列入討論，認為可能有外星生物存在的，則是土星的最大衛星——泰坦（Titan，或稱「土衛六」）。剛生成的泰坦，曾經有利於生命前驅分子形成的環境，有些科學家相信泰坦上曾經有生命，甚至可能現在就正有生命存在著。


使這些可能性更引人關注的是，天文學家研究這兩個天體時，都偵測到一種經常伴隨生命出現、與生命息息相關的氣體——甲烷。火星上的甲烷量雖不多，但很顯著；而泰坦則幾乎為甲烷所覆蓋。甲烷來自生物的可能性，不亞於來自地質活動的可能性，就算在泰坦上不是，至少在火星上是如此。這兩種可能性以不同的方式解釋甲烷的出現，而且都相當合理，這顯示我們在宇宙中或許沒有那麼孤單，不然就是在火星與泰坦的地底下，都有大量的液態水，並且伴隨著出乎意料的地球化學活動。如果能夠了解這些天體上甲烷的來源與命運，將可以得到至關重要的線索，使我們得以更了解太陽系內甚至太陽系外那些類似地球的天體，包含其形塑過程、演化和生命存在的可能性。


在木星、土星、天王星與海王星這些巨行星上，甲烷的含量很高，這是原始太陽星雲經化學作用後的產物。不過在地球的大氣中，甲烷卻屬於特殊氣體，含量只有1750ppbv（1ppbv表示體積比率為10億分之一），其中有90~95%是來自生物。草食性的有蹄動物如牛、羊和犛牛等，排出的甲烷佔全球甲烷年排放量的1/5；這些氣體是來自牠們腸子裡細菌作用後的新陳代謝產物。其他重要的來源，包含了白蟻、稻田、沼澤以及天然氣（天然氣也是古代生命所形成），還有赤道雨林植物也會釋出甲烷（請參見2007年3月號〈植物、甲烷與全球暖化〉）。在地球上，火山作用所產生的甲烷佔總量不到0.2%，而且經由火山作用所排出的，甚至可能是古代有機體所產生的甲烷。相較之下，來自非生命作用的甲烷，例如工業過程所產生的，就不是那麼重要了。因此，一旦在其他類似地球的天體上偵測到甲烷，自然也就提高了該天體有生命存在的可能性。