太阳系里可能会有生命迹象的星球

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1、館訊第298期太陽系裡可能會有生命跡象的星球文／陳輝樺摘要依據近代的星際探險和太空天文觀測上的發現，來檢視太陽系裡行星與衛星群是否適合生命的生存，並瞭解星體科學家們為何猜測這幾顆星球可能會有生命跡象。除了傳統上我們認知的類似地球環境的太陽系內生命適居帶上星體─金星與火星之外，近年來類木行星的衛星（如木星的四顆伽利略衛星、土星的泰坦與土衛2、海王星1）內部也發現可能存在著海洋。科學家推測要出現生命，需要有維持生命的有機化學物質、能量來源和液態水等3個要素，這些行星與衛星群呈現的跡象似乎都能滿足這些條件，使得星體生物學家們對於有否生物存在其中，極感興趣。關鍵詞：適居帶、伽利略衛星、內部海

2、洋、彗星、坑洞12012年8月7日美國火星探測器「好奇號」成功著陸，再次吸引全球的注意，燃起人類探究地球以外生物的火苗。「好奇號」發射的目的是在探測火星上是否有生命存在的跡象，以及是否具有適合人類居住的條件。20世紀初有科學家提出「胚種論」概念認為生命種源在星際間漂流，偶而會在合適的行星繁衍進化；另有科學家倡導「原始湯」模型，說明地球上的生物可能發生自原始有機海洋。若果真地球上生命的起源是他們所說的「胚種論」概念或「原始湯」之論點，那麼太陽系裡應該處處可見生命的跡象。這是真的嗎？我們不妨依據近代的星際探險和太空天文觀測的發現，來檢視太陽系裡的行星與衛星群是否適合生命的生存，並瞭解星體

3、科學家們猜測這幾顆星球被質疑可能會有生命跡象的理由。太陽系內生命帶上的行星－金星金星的大小（約0.95倍的地球直徑）、質量（約0.815個地球質量）、運行狀況與組成結構與地球很類似，兩者相似的特性引發揣測金星可能可以為人類提供另一個居所。歐洲航空暨太空總署(ESA)太空船「金星特快車號」(VenusExpress)仔細掃描其海拔10∼110公里的現存大氣，發現有大量水分的殘留物。金星的表面溫度足以將鉛融化，並被濃密的二氧化碳和硫酸構成的大氣覆蓋，且其大氣壓力比地球的大了90倍，溫室效應造成平均約攝氏465度的高溫地表，儘管如此，金星還是可能曾經一度富含水源。雖然金星有強烈的火山活動，

4、但是卻不曾發現有類似地球上地塊移動的板塊運動。太陽系內生命帶上的行星－火星比地球距離太陽的平均距離還遠8000萬公里的火星，因地表土壤含有大量氧化鐵等物質而被稱為「紅色行星」。火星質量約為0.1075個地球質量，直徑約是0.53倍的地球直徑，自轉一圈為24小時37分，以每秒24.13公里的速度繞行太陽，其赤道面與繞行太陽公轉的軌道面呈24度的夾角，擁有約地球一半厚度的大氣層，春夏秋冬四季分明，表面溫度在攝氏零下120度至攝氏25度之間，可能曾經存在大量的水。這些環境條件和地球頗為相近，而且又鄰近地球，所以常被認為曾有生物存活過。但因火星上已沒有地殼的板塊運動，也沒有火山的活動跡象，且

5、其地函內部岩漿的流動似乎也停了，僅在局部被量測到微弱的地磁，而其大氣層中約95.32%為二氧化碳，這種種跡象又呈現出它是個寂靜的世界。依據影像顯示，大約在34億年前，火星上可能存在湖泊，今日雖已乾枯但仍有水存在。火星表面目前雖然相當乾燥，但是證據顯示其表面多達三分之一曾被海洋覆蓋。已知火星上有水冰及在攝氏零下120度由二氧化碳所形成的乾冰。圖1是產生甲烷的生物，圖2是適鹽生物的顯微鏡照片。許多星球生物學家認為這些生物可能可以在火星地表存活。換言之，火星可能是一處適宜耐嚴厲條件的微生物存活之地。2圖1.產生甲烷的微生物圖2.適鹽存活的微生物木星的衛星木衛1：伊奧伽利略於1610年發現4

6、顆木星的衛星通稱為伽利略衛星，它們分別是伊奧（IO，木衛1）、甘尼米德（Ganymede，木衛3）、卡利斯多（Callisto，木衛4）和歐羅巴（Europa，木衛2），環繞著木星旋轉。這4顆如行星般大小的木星衛星，常被稱為「伽利略衛星」。伊奧是最接近木星的衛星，其體積大小略大於月球。伊奧與木星距離的變化而產生驚人的潮汐力作用，使伊奧的固態表面形成大於100公尺的落差（相較於地球僅有18公尺液態水的落差），其地表密布的活火山景觀引起科學家的重視（圖3‐1、3‐2）。這股潮汐力的「起泵」作用也使伊奧內部產生大量的熱，再藉由地表的火山口讓岩漿傾瀉而出，故其地表多處常保持著液態狀況。SO2

7、是伊奧的稀薄大氣中最主要的成份。圖3-1與3-2.近觀伊奧地表密布的活火山景觀3木衛2：歐羅巴歐羅巴（Europa，木衛2）是伽利略衛星中接近木星次遠的衛星。歐羅巴的地表呈現冰裂景觀，它的密度僅為3克/立方公分，如此小的密度使科學家懷疑其地殼下有水的存在，據科學家的猜測在其5公里厚的地殼下，可能有一個50公里厚的海洋存在，海水甚至會滲出地表使得歐羅巴表面處處可見冰裂的地形（圖4），這也使得星體生物學家們不得不對於歐羅巴內部有否生物存在，極感興趣。圖4.歐羅