金星上有生命吗？磷化氢不是真正的锤子

只有当探测器被发送到金星，并且在大气中磷化氢存在的地方检测到微生物，金星才能被称为有生命。

9月13日晚，一条关于“在金星云层中发现生命迹象”的消息传开了。

9月14日，消息人士证实，《自然天文学》杂志发表了一篇题为《金星云层中的磷化氢气体》的研究文章。文章显示，科学家通过望远镜在金星云层中发现了磷化氢。磷化氢是一种与地球生命有关的有毒气体，被认为是一种潜在的生物信号，可以作为其他星球和天体生命的证据。

地外生命是一个神秘而持久的命题，也是现代科学研究的前沿。“我们是宇宙中独一无二的吗？”中国科学院国家天文台研究员李毅表示，探索地外文明是自然科学研究的传统之一，旨在“帮助理解人类在宇宙中的地位”。这次发现中使用的麦克斯韦望远镜(JCMT)位于美国夏威夷州，是世界上最大的单个亚毫米波望远镜。2015年2月，东亚天文台正式接管JCMT的科学运行和管理。中国科学院大科学中心是东亚天文台四大核心成员之一。“金星大气中磷化氢的发现是中科院参与管理和运行的海外设备的重大科学成就。”李薇说。

不是生命存在的确凿证据

一块石头激起千层浪，科学家和普通人都为之激动。然而，伦敦帝国理工学院的天体物理学家大卫大卫克莱门特(David Clements)非常谨慎：“这一发现只是间接证据，并不能真正证明生命的存在，但科迪特显然是漂浮在空中的。这可能暗示着什么。”

磷化氢是什么？为什么它的发现与生命有关？清华大学高级研究所天体物理学博士生王卓晓认为，磷化氢是一种化学活性非常强的无机小分子，在地球的富氧大气中会被迅速氧化。如果把磷化氢的形成类比为把石头推上山，需要一个非常高效和特异的化学反应才能把石头推上山顶，但稍有扰动就会让石头立刻掉下山来。所以磷化氢很难生成，消失太快也很难检测出来。

“所以，一旦我们观察到磷化氢，就可以肯定，一定有一个高效特异的相关化学反应，不断产生磷化氢。但我们对具体的化学反应还是知之甚少，只知道这是生命活动的结果。”王卓晓说，没有生命活动的自然环境中没有相当多的磷化氢记录。

研究人员对所有可能的非生物过程进行了简单的估计，发现估计的结果不足以解释观察到的结果。这说明磷化氢至少有两个来源，一个是其他未知的非生命过程，释放一定量的磷化氢，另一个是生命活动的过程。

“天体生物学家倾向于将磷化氢视为生命示踪信号，认为只有生命活动才会发生如此高效的化学反应，并继续产生大量磷化氢。”王卓宇说：“其他未知的非生物化学反应是否也能在地球外产生磷化氢，目前我们还不知道。”因此，研究人员指出，磷化氢可能源于金星上未知的光化学或地球化学过程，或者源于类似于地球上的生命活动。

另外值得一提的是金星主要由二氧化碳、硫酸等惰性酸性气体组成。与地球相比，磷化氢形成后会存在相对较长的时间。因此，这一发现的意义不仅是生命存在的确切证据，也是金星大气中活跃的未知化学反应的证据。

环境的极端只针对人类

金星被称为“corot-7b”，它的表面温度超过400摄氏度，甚至有些金属也能熔化，它的大气压力是地球表面的40倍，所以王卓晓提到它的表面几乎不可能存在生命。但是磷化氢被发现的时候，距离金星表面40到60公里，可以称之为“温带”。这里的温度降到了50到0摄氏度，气压也降到了地球的1个大气压左右。所以，如果有生命活动，温带会是一个非常适合的选择。“如果有微生物，它们可能悬浮在一个温和的区域，通过气体凝结和气化上下运动，获得不同的温度，进行不同的代谢反应。金星大气虽然没有氧气，但至少对厌氧菌来说不是问题。”萧说道。

“金星大气层的环境并不是特别‘极端’。”李伟强调，极端的定义是针对人类的。事实上，地球上有许多种生命。比如地衣可以活一万年，即使在外太空也可以在非常低的温度和很少的氧气下生存。他说：“极端是一个相对的说法，需要一个参照系。马里亚纳海沟的环境极端，但也有生物生活在那里，没有眼睛，没有阳光。高温、低温、有氧、无氧等极端环境仍然可以有生命，我们对生命形式还没有完全的认识。”

所以金星等天体环境是否能孕育生命，与其强调环境的极端性，不如探究哪些存在形式可以定义为生命活动。

在李毅看来，这一发现的真正价值还需要进一步研究。一方面，如何处理和解释这些新发现的数据值得进一步研究。金星大气、火星表面或深空是否存在其他生命过程相关成分，值得进一步探索；另一方面，人类应该继续探索深空，因为他们最终会看到“生命体”。

深空探测可以获得直接证据

如何找到生命体征？王卓晓认为，从化学活性来看，氧分子是生命示踪信号的最佳信号。只有当地球上到处都有植物时，才会产生大量的氧气。可以估计，如果没有植物的持续供应，地球上所有的氧气在一百万年后都会凝固成岩石。所以，只要看到其他星球上有氧分子的信号，就可以确定有类似地球上的植物生命存在。

此外，水分子也是一个关键的示踪信号。据说“水是生命之源”。具体来说，生物体内几乎所有的化学反应都是在溶液中进行的。比如我们体内的细胞环境是液体环境，分子在其中可以充分接触和反应。如果有地下温泉，这是个好信号。例如，卡西尼号看到了从土卫二喷涌而出的温泉。地球上的生命被我们概括为“碳基生命”。由碳原子组成的有机分子构成了生命的基本单位，所以有机分子也是很好的示踪信号。同样，卡西尼号在土卫二喷出的温泉中鉴定出大量有机分子。

中山大学大气科学学院的崔军教授说，因为碳基生命在地球上很常见，探索外星生命的科学和严谨的方法是分析碳同位素的比率，即碳12和碳13的比率。这是因为非生物起源的碳同位素比与生物起源的碳同位素比有很大不同，可以用来判断是否有生命活动。

“磷化氢的化学活性比甲烷高得多。即使可以确定金星上存在磷化氢，这也只是生命存在的间接证据，也可能是非生命过程产生的。我们无法判断它是否是由非生命过程产生的。只有把探测器送到金星，在大气中有磷化氢存在的地方当场检测到微生物，才能说金星有生命。”王卓晓说，所以即使你在火星上看到液态水、地下湖泊和甲烷信号的痕迹，也只能是间接证据。只有好奇号或其他火星车样本这种生命存在的直接证据才能证实火星上存在生命。

对于金星来说，目前还没有明确的绕轨道运行或着陆的科学任务，但磷化氢的发现无疑会推动金星探测任务的发展。未来要看到探测器在金星大气中工作，才能确定金星上是否有生命。