火星现高浓度甲烷

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2019-07-06 04:39:21 作者佚名

火星现高浓度甲烷

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发现高浓度甲烷和在陨石中发现轻碳同位素相比,哪个更能证明火星存在生命?
谢悟空小秘书的邀请。这道问题的答案是后者,陨石里发现轻碳同位素更能说明火星可能存在过生命。因为甲烷被证明既可以由生命活动产生,也可以由岩石化石变化产生,无法说明是否存在生命。 在继续展开解释以前,请允许我首先解释“同位素分馏” 的概念。高中物理告诉我们,同位素是具有相同质子数、不同中子数的一种原子 。例如,对于正常的分子量为12的碳原子,它一共有6个质子和6个中子。但碳的中子数其实是在4~9之间变化的,也因此一共产生了6种碳的同位素,其中含量最多的依次是碳12(6质子+6中子),碳13(6质子+7中子)和碳14。前两者是稳定同位素,而碳14则带有轻微的放射性。这三种碳原子在自然界的分布有很大的差异,碳12约占98.89%,碳13占1.108%,碳14则更少。由于这些碳原子所含有的中子数各不相同,因此它们的质量也便有了轻与重的区分。当一堆轻重不一的碳同位素共同参与到自然界的物理、化学和生物活动(统称地球化学过程)中的时候,质量的差异就会导致不同质量原子的含量出现变化。 这种变化,被地球化学家称作“分馏”,就像是不同温度下蒸发出不同密度的煤油、汽油、柴油一样。有些地球化学过程倾向于富集质量更重的碳13,而有一些地球化学过程倾向于富集较轻的碳12,于是,我们使用碳12和碳13含量进行一系列计算,就可以知道这个样品可能形成于哪一种地球化学过程。比如,用以下公式计算碳13同位素比值,δ13C。δ13C越小,表示碳13含量越低;反之则表示碳13多而碳12少。 科学家早已证实,在地球上,一切生命活动都明显倾向于富集更轻的碳12 包括植物的光合作用,有机物在地层里的演化,有机物形成石油和天然气等;而富集碳13的活动则几乎都是非生命活动 ,比如海洋里碳酸钙的沉淀,地幔里碳元素转变为钻石等。于是,我们有了判断一个物质形成于有机过程还是无机过程的法宝。只要我们可以获得来自火星的有机质样品,测定它的碳同位素含量,计算δ13C的数值,就可以知道它究竟来自生命活动及有机成因,还是来自星球本身的无机过程。 幸运的是,这样的样品我们找到了:2011年7月被目击降落在摩洛哥南部的提森特(Tissint)陨石——我们自然有一系列证明陨石来源的科学方法,这一点不必怀疑,但这里不做展开。测量的结果令人振奋:火星陨石里的有机质,竟然与地球上生命活动产生的有机质具有相似的碳13同位素比值——这说明,除非火星上还有着什么人类完全没有认识到的无机过程能够富集碳12,那么这几乎就是火星曾经有过生命的铁证了。 延伸阅读: 在我们的太阳系里,除了地球以外,还有那颗行星有原油储存?https://www.wukong.com/question/6428810718249746690/
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