地球是宇宙中唯一有生命的星球吗?

地球上的生命是唯一的呢,还是宇宙中普遍存在生命?这个问题长期以来让科学家、哲学家和广大公众深感兴趣。

从20世纪70年代开始,科学家一直在探索太阳系其他天体上的生命。在20世纪90年代中期之前,这一探索完全集中于火星,它是离太阳第四位的行星,与太阳系的其他行星相比与地球最为相似。有地质证据表明火星曾经具有浓密的大气和温暖的气候。在它当前荒漠的表面上,水道纵横,它们可能是由几十亿年前泛滥的河水造成的。即使在今天火星的两极上,仍有冰雪层覆盖着。然而,早在1976年在火星上着陆的2艘海盗号宇宙飞船并未发现生命活动的迹象。

科学家分析,在具有游离氧和液态水的行星上,就可能有生命。在所有已知具有大气的卫星和行星上,只有地球富含液态地表水和大量游离氧。游离氧的化学活性极高,以至于在各种“氧化反应”中能很快消耗殆尽。存在于行星表面的大多数普通元素,例如硅、铝、碳、镁或铁会很快与氧反应,形成石英、氧化铝、氧化铁(铁锈)等普通矿物或二氧化碳和水等普通物质。

如果没有一种有效的过程把禁锢于矿物内的氧释放出来,行星大气中的氧将很快无影无踪。植物的呼吸看来是向地球大气释放游离氧的极其有效的机制。除了呼吸作用,没有一种已知的自然过程能在现在的地球大气内保持大量氧气。因此,游离氧可能是生命的强力示踪者。

遥远行星上存在的活跃的生命过程,原则上可以从它们的光谱鉴别出来。水的存在是潜在的生命栖息地的标志。如果在行星的光线里找到氧分子(O)或臭氧(O)的光谱带,就找到了生物活动的间接证据。这种检验方式如果应用到太阳系天体上,我们会发现只有地球上才可能有生命。

为了对太阳系外行星应用这种“氧元素检验”,我们必须建立一种能够把遥远行星系的光线与它们母行星的光线分离开来的望远镜,这样我们才能通过拍摄行星光谱来应用这种生命检验方法。幸好,游离氧的两种普遍的分子形式,即氧分子和臭氧,都在光谱的可见光波段和红外波段有明显的特征。未来能够探测远距行星的大型空间望远镜也能探测“生命之光”。

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