“怪異行星樣本”土衛(wèi)六

怪異行星的樣本

土衛(wèi)六看起來的確很像地球，但它非常寒冷，昏暗。那里的石頭由水冰組成，湖水由碳氫化合物組成。土衛(wèi)六的表面溫度為零下180℃，活脫就是“太空冰箱”，人們至今沒有在那里找到可以得到證實的生命跡象也便不足為奇了。但土衛(wèi)六又是活躍的，它的大氣和地表風(fēng)景時刻發(fā)生著變化：云在霧氣中浮動，甲烷雨落下后沿著河流一樣的水道流進淺湖中，巨大的“沙丘”分布在赤道附近，看上去像撒哈拉沙漠，那組成“沙丘”的物質(zhì)是暗色的，很像瀝青，而不是沙子。土衛(wèi)六是一個離奇的世界，行星科學(xué)家們稱它為“地球的原型，怪異行星的樣本”。

2004年12月25日，“惠更斯號”脫離“卡西尼號”飛向土衛(wèi)六。次年1月14日，“惠更斯號”著陸土衛(wèi)六，它最終落在了一條空曠的河道附近，河道里似乎不久前還流淌過液體，一些小巖石散布在地上，它們光滑、渾圓的模樣很像地球上河流旁邊常見的石頭。

橙色霧靄

假如置身土衛(wèi)六上，你會看到一種濃密的橙色霧靄，非常像地球上的煙霧污染。事實上，它的產(chǎn)生過程與地球上的煙霧污染也的確相同，那就是空氣中的光化學(xué)反應(yīng)。在地球上的一些大工業(yè)城市中，煙霧來源于低層大氣中氧、氮和碳氫化合物在陽光作用下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；但在土衛(wèi)六上，這樣的光化學(xué)反應(yīng)開始于大氣的頂層。在那里，紫外線和宇宙射線的作用引發(fā)了甲烷和氮分子之間的化學(xué)反應(yīng)，從而生成了碳氫化合物和氰化物，這些物質(zhì)在下降過程中進一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并最終生成了一種復(fù)雜的化合物，科學(xué)家們稱之為“索林斯”。索林斯是一種大而復(fù)雜的有機分子，是有機生物分子的前身，不過人們對它的了解還相當(dāng)少。

當(dāng)索林斯降到大氣的低處時，它們便形成了一個很厚的層面，這個層面會阻擋太陽紫外線，影響大氣環(huán)流和氣候變化。再接下來，它們中的粒子進一步增長并且終于在接近地表處的由氮和甲烷組成的大氣中穩(wěn)定了下來。索林斯也可能曾經(jīng)降落在早期的地球上，但它們并沒有像在土衛(wèi)六上那樣“定居”下來，因為地球上的氧在大約20億年前就變得豐富起來，索林斯遭到了破壞，便從地球上消失了。

“湖水”之謎

土衛(wèi)六上的湖泊隱藏著不少秘密。首先是湖泊中的“水”究竟有多少就很難判斷，因為它們的深度難以琢磨。在湖中，碳氫化合物的混合物質(zhì)使土衛(wèi)六的“水”的循環(huán)變得十分復(fù)雜，這也是科學(xué)家們很感興趣的一個問題?！翱ㄎ髂崽枴币呀?jīng)證明，南半球的安大略湖中有乙烷，而甲烷雨應(yīng)該也會落到湖中，但甲烷比乙烷和丙烷不穩(wěn)定得多，所以它們大概蒸發(fā)得最快，于是便把更重的碳氫化合物留在湖中。法國科學(xué)家通過計算機模擬，綜合“卡西尼號”的觀測數(shù)據(jù)研究了湖中的物質(zhì)組成，結(jié)果顯示，兩極地區(qū)的湖泊中，乙烷大約占四分之三，另有10%的甲烷，7%的丙烷，以及更少的氫氰酸、丁烷、氮和氬。但化學(xué)組成在每個湖中并不都是一樣的，所以“湖水”的特性也會因湖泊的不同而大異其趣。

奇怪的是，人們至今也沒有觀測到任何有關(guān)波浪的證據(jù)。土衛(wèi)六的湖面如此平靜實在令人費解，按理說，甲烷和乙烷的混合物比水還輕，而土衛(wèi)六的引力又比地球小，況且土衛(wèi)六上的風(fēng)速不會小于每秒1米，所以土衛(wèi)六上的湖面應(yīng)該更容易掀起波浪才是。不過研究顯示，土衛(wèi)六上的風(fēng)會隨著季節(jié)的變化而發(fā)生改變，所以隨著土衛(wèi)六夏天的日益臨近，也許這個謎團就可以解開了。

生命跡象

土衛(wèi)六既然如此活躍，又有循環(huán)流動的大氣和“水”，所以有科學(xué)家便相信，土衛(wèi)六上很有可能存在著某種形式的生命。

2011年6月，有科學(xué)家聲稱，土衛(wèi)六上可能存在著某種未知的生物，因為“卡西尼號”的探測表明，土衛(wèi)六大氣中的氫氣在臨近星球表面時沒有了，而土衛(wèi)六表面理應(yīng)存在的乙炔也并沒有探測到，所以他們推測，氫氣可能被土衛(wèi)六上的某種生物呼吸掉了，而乙炔則可能是被那種生物“吃”掉了。對于這個觀點，反對的聲音也不少，因為類似含氫化合物沉降的現(xiàn)象在早期地球的大氣層中也一直存在，但地球上并沒有出現(xiàn)以乙炔為消耗物的生命形式。

隨著人們對土衛(wèi)六探測的日益深入，它的大氣組成和化學(xué)物質(zhì)讓人們嗅到了遠古地球的氣息。現(xiàn)代科學(xué)認為，生命來自于某些小分子無機物，如甲烷、氨、氫氣等，它們在諸如紫外光、電離輻射、雷電等外在的某種能量的作用下生成有機的小分子物質(zhì)，這些簡單的有機物在水的參與下逐漸形成簡單的有機高分子物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。在特定的條件下，它們進一步形成可與外界進行簡單物質(zhì)交換的多分子體系。最后，又通過蛋白質(zhì)和核酸的相互作用形成有原始新陳代謝功能且能進行自我繁殖的早期原始生命。人們認為，早期地球的生命就是這樣由簡單到復(fù)雜地進化而來的，而當(dāng)時地球的情形就與現(xiàn)在的土衛(wèi)六很有幾分相像?？茖W(xué)家們說，土衛(wèi)六上的索林斯能經(jīng)由某種形式的化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)雜的有機分子，這只不過是在重復(fù)早期地球上曾經(jīng)發(fā)生過的事情而已。

這樣看來，也許一個更加大膽和更富于想象力的土衛(wèi)六探測計劃是十分必要的，事實上，這樣的計劃正在醞釀?？茖W(xué)家們建議在下一輪的土衛(wèi)六探測活動中使用船舶、熱氣球甚至飛機對其大氣、地表和湖泊進行全方位的探測。例如，人們有可能打造一艘名為“土衛(wèi)六海洋探測器”的探測船降落在“麗姬婭”的水面上，然后在水面上逐浪漂浮，借風(fēng)前行?！胞惣I”是土衛(wèi)六上一片最大的水面，比地球上最大的淡水湖北美的蘇必利爾湖還要大，占整個土衛(wèi)六表面面積的0.12%。鑒于此，科學(xué)家們也將“麗姬婭”稱為“?！薄?/p>

除了揭秘生命起源的奧秘之外，土衛(wèi)六還將幫助我們探索系外行星的奧秘?，F(xiàn)在，開普勒太空望遠鏡已經(jīng)在太陽系外發(fā)現(xiàn)了1200多顆系外行星的“潛在目標”，但人們并不知道那些行星上的世界究竟是怎樣的，例如地表如何形成，大氣如何演變等等。但假若科學(xué)家們對活躍的土衛(wèi)六也有了深入的了解，人們便會擁有更多的知識去認識系外行星，推測的依據(jù)會更充分一些，我們對宇宙的理解也會更加深入一步。

摘自2013年8月12日《文匯報》