2008年08月19日 09:49
土衛六表面的冰火山可能具備孕育有機生命的條件
北京時間8月16日消息，據美國太空網報道，在過去30年裏，科學家已知道一種叫做索林斯(tholins)的複雜碳化合物存在於彗星和太陽系其他行星的大氣層中，理論上，索林斯可以與水進行叫做水解的化合反應，從而製造出類似於地球早期階段的複雜分子結構。
在地球上，複雜有機分子被認為是生命形式出現的早期階段，比如被稱為生命起源前的混合物。土衛六是土星最大的一顆行星，它主要是由冰物質構成的。許多冰在隕星碰撞或地下活動中可能融化，生成“冰火山”噴射出包括混合氨氣和水的“岩漿”。
是否形成於土衛六大氣層中的索林斯通過隕星碰撞或冰火山與液態水臨時性反應，在水凍結之前生成潛在的生命起源前有機分子？直至目前仍沒有科學家可以準確地進行解釋。
“索林斯”與水中氧反應可形成複雜有機分子
目前，美國亞利桑那州大學行星科學系研究生凱瑟琳·尼什在實驗室裏進行了為期多天的研究，她在近冰凍溫度條件下通過水解形成類似索林斯的物質。她將這項研究報告發表在《天體生物學》（Astrobiology）雜誌上。暴露在土衛六上的液態水被認為持續存在數百至數千年，像這樣的固態冰融化成液態水的反應經常發生。很可能類似這樣的反應同樣發生於早期地球。
在實驗室裏，尼什在低溫放電狀態下將5%甲烷和95%氮混合形成類似索林斯的一種有機混合物質，她將這種索林斯樣本融解在水中，然後放置在40攝氏度水環境中避免出現冷凍，進而測量其水解混合的比率。結果顯示，10%索林斯形成了有機混合物，它與水中的氧發生反應，形成了複雜的有機分子。
這項最新研究存在著“缺陷”？
當尼什的研究報告發表在科學期刊上時，她的理論也遭到了批判。瑞塞勒理工學院研究員教授詹姆士·費裏斯從事土衛六大氣層化學性質研究許多年，他指出尼什的研究存在著“缺陷”，其原因是她使用放電方法形成索林斯，然而土衛六大氣層很可能是通過紫外光線和帶電輻射粒子形成索林斯的。
費裏斯使用紫外光線混合了類似土衛六大氣層中的氣體進行了一項實驗，他說，“放電所形成的物質結構與紫外線光分解不一樣，因此其水解時間也完全不相同。許多光化學進程形成的碳氫化合物並不與水發生反應。”
尼什對此作出反應，她指出，電子或等離子的釋放意味著模擬帶電粒子的交互作用。她贊同費裏斯所說的紫外光線輻射形成索林斯更像土衛六大氣層中的薄霧。但是她認為這樣形成的化合物多數不與水發生反應。
她承認自己的研究工作並不是理想的呈現土衛六大氣層的化學特性，她說，“形成在低壓狀態下的索林斯要比高壓狀態下更像土衛六薄霧，你可以在低壓狀態使用紫外光線製造索林斯，但不能在低壓狀態下使用等離子釋放製造索林斯。我們實驗所需的大量索林斯必須通過放電技術來製造，通過紫外光線光分解只能生成一小部分。”
土衛六所形成的有機混合物非常類似於地球早期階段
尼什的另一項實驗研究是將在純凈水中進行索林斯水解反應，然而任何形式的水在土衛六上很可能混合了氨，她指出近期將進行另一項採取氨和水混合的完整水解實驗，預計很快將發佈實驗結果。
尼什的這項研究並不能完整地表現出土衛六行星的化學性質，該研究表明類似的化學反應在液態水環境中可生成顯著數量的有機混合物。在土衛六表面，生命起源前分子可能存在於碰撞隕坑和冰火山的融化水中，類似這樣的進程很可能發生於地球早期生命孕育階段，那時的早期地球大氣層還未出現顯著數量的氧氣。
