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標題: 尋找外星生命的關鍵﹐可能就藏在地球的海洋 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2020-8-8 10:09 AM 標題: 尋找外星生命的關鍵﹐可能就藏在地球的海洋

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　　美國航太總署(NASA)天文生物學家凱文·漢德(Kevin Hand)在出版的新書中表示﹕尋找外星人的第一步﹐應該是探索我們自己星球的海洋深處。
　　去年秋天太空生物學家凱文·漢德(Kevin Hand)一起在挪威的破冰船哈康王子號(Kronprins Haakon)上待了一個月﹐在格陵蘭東北海岸外不遠處的冰凍海洋中破冰前行。原本流動的海洋成了一大塊閃閃發亮的冰﹐讓人彷彿置身外星球。
　　這樣奇特的環境正適合這次的探險﹐這趟行程的目標是尋找在海洋深處﹐是否有類似在其他星球上的生物的生命跡象。這些星球包括外太陽系的冰凍衛星﹐科學家認為其中的部分衛星尤其是木衛二歐羅巴﹑土衛六泰坦(Titan)和土衛二恩克拉多斯(Enceladus)﹐是尋找地球外生命的最佳地點。
　　美國航太總署(NASA)計畫在2020年代中期﹐向木星其中一顆大型衛星木衛二發射太空船﹐以尋找生命的跡象。此外﹐他們還計畫要在土衛六上著陸。科學家希望未來能夠設計出登陸木衛二的太空任務﹐可以穿透表面的冰層﹐利用自動潛艇探索海洋深處。
　　漢德是NASA噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)海洋星球實驗室的負責人﹐也是國家地理新興探險家﹐他的職業生涯致力於研究這些充滿水的衛星﹐以及進行探索所需的技術。他在最近出版的《外星海洋﹕在太空深處尋找生命》一書中﹐描述了為什麼在探索地球外的海洋時﹐研究地球本身的海洋是相當關鍵的環節。漢德與國家地理談到了兩者之間的連結﹐以及為什麼這些前往太陽系冰凍角落的太空任務有失敗的可能性。
　　第一個問題﹕在地球之外有其他生命存在嗎﹖
　　如果我們在地球以外的星球上找到生命起源所需的條件﹐那麼在地球以外還有生物﹐而且我們是生活在充滿生命的宇宙之中。
　　為什麼外星球的海洋是尋找外星生命的最佳地點呢﹖
　　如果我們從地球上的生物學到了什麼﹐那就是通常在有液態水的地方﹐就會有生命存在。這些地球外的海洋可能蘊藏著大量的液態水﹐因此對搜尋生命來說是非常吸引人的絕佳地點。
　　命的基礎生物化學是否有屬於生命的週期表呢﹖除了所有地球生命共同擁有的DNA﹑RNA和典型蛋白質之外﹐有沒有另一種不同的生物化學存在呢﹖我們得要找到生化功能大多完好無損的生命﹐才能回答這些關於生物運作原理的基本問題﹐這就是為什麼海洋星球如此吸引人。
　　這和在火星上尋找生命有什麼不同之處呢﹖
　　火星是搜尋找生命跡象的絕佳地點。但是在火星上﹐我們大部分的時間都在尋找古老的生物遺跡。好奇號(Curiosity)探測車可能會在蓋爾隕石坑(Gale Crater)發現由微生物化石形成的疊層石(stromatolite)﹐這當然會相當驚人﹐但我們無法從這塊岩石中萃取出任何DNA或大型生物分子。這些大型生物分子無法長期在岩石中保存﹐會迅速衰變而無法形成化石﹐這就是為什麼我們無法取得像是恐龍這類古生物的DNA。因此雖然這樣的發現有重大的意義﹐但也會讓我們有更多的疑惑。這就像要父母選擇最喜歡哪個孩子一樣！但總之﹐我會很樂意繼續在木衛二進行搜索﹐我們目前正在計畫一項名為木衛二快艇號(Europa Clipper)的任務﹐這艘探測器將飛越木衛二約45次。這項任務還可能為另一個將在未來不久實行的登陸任務奠定基礎。
　　為什麼木衛二是搜尋外星生命的理想地點呢﹖
　　首先﹐我們有充分理由相信木衛二的海洋已經存在很長一段時間了﹐基本上可能和太陽系的歷史一樣久遠。這點相當重要。有一片穩定且長期存在的海洋﹐不論對生命起源還是任何長久存在於該片海洋的生命而言﹐可能都至關重要。
　　其次﹐我們有充分的證據和模型﹐顯示木衛二的海洋遍布全球﹐而且可能有岩石海床。這樣的岩石海床可能還有深海熱泉﹐會噴發出微生物喜歡吃的液體和氣體。我們也知道﹐木衛二的冰凍地殼中含有幫助餵養下方海洋生物的化合物。
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　　探索地球海洋或是外星海洋的技術是彼此關聯﹑密不可分的。其中一個是由噴射推進實驗室(JPL)開發的冰下探勘漂浮探測車(Buoyant Rover for Under Ice Exploration)﹐這輛探測車主要是用來研究冰水界面處的化學和生物學特性。
　　第二艘探測器是我們的奧菲斯號(Orpheus)﹐這是JPL和伍茲霍爾海洋學研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)之間的合作計畫。奧菲斯號是一艘小型潛航器﹐最終會向下潛到地球海洋的最深處馬里亞納海溝(Mariana Trench)﹑新不列顛海溝(New Britain trench)﹑波多黎各海溝(Puerto Rico trench)這些地點進行勘探。
　　漂浮探測車和奧菲斯號的部分目標﹐就是要利用我們在太空領域所學到的大量經驗﹐讓機器人系統變得更小﹑更輕﹑功率更低﹑具有自動化功能﹐並且能在現場進行科學實驗。這些都是太空探索任務的特性﹐我們正嘗試利用其中的部分特性來推動地球海洋的探索計畫。
　　要怎麼做才能讓類似的機械探測器進入位在外太陽系的海洋呢﹖
　　這些技術都不需要揮動魔杖才能實現。我們不必打破物理定律﹐也不必想出一些瘋狂的新發明。也就是說﹐這些都是技術上極具挑戰性和複雜的任務概念。理論上來說﹐我們可以穿越冰層﹐直接進入海洋。不需要像是曲速引擎這樣的東西﹐或是其他神奇的新玩意。
　　關鍵是我們必須讓一個專門的計畫維持﹐也就是讓我們在接下來的幾十年內能抵達那兒的計畫。現在﹐在我們探索外星海洋之前﹐我們得要在地球的海洋中開發和測試各種新技術。這種做法的其中一項優點是在開發外星探索所需的工具時﹐也能在地球上進行探勘﹑帶來嶄新發現﹐可以說是個雙贏的局面。
　　無論是在地球上或是外星球進行探勘﹐都得要權衡多種不同的風險。其中一種是科學風險﹐成功完成預定科學目標的可能性有多高﹖還有成本風險預算超支的風險是什麼﹖以及能不能實際建造出探索該區域﹐並進行測量的機器人或儀器的技術風險。
　　如果嘗試研究的是與文明層次相關的科學﹐這種研究值得投資大量心力﹐因為它的目標是回答人類最古老﹑最深切的問題﹐例如我們想知道宇宙中我們究竟是不是孤獨的﹐那我想這個問題的的價值絕對值得我們承擔一些風險。但往好的一方面想﹐如果我們成功了﹐我們所知的宇宙很有可能會因此大幅改變。我們可能會引發一場對理解生物科學的革命。

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