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內容簡介

甲烷謎霧：火星和泰坦上有生命嗎？
 

 
甲烷可能暗示了生命的存在，也可能是異常地質活動的象徵；但無論如何，在火星與泰坦的大氣中偵測到甲烷，是太陽系最引人入勝的謎團。
 
撰文╱阿提耶（Sushil K. Atreya）
 
翻譯／邱淑慧
 

 
太陽系裡的所有行星，除了地球之外，火星可說是公認最有孕育生命潛力的了，可能現在有生命存在，也可能是曾經有生命。火星有許多與地球相似的特性，例如：形成過程、早期氣候史、有水儲存，以及火山和其他地質活動等，這些可能正是微生物所需要的。而另一個經常被列入討論，認為可能有外星生物存在的，則是土星的最大衛星——泰坦（Titan，或稱「土衛六」）。剛生成的泰坦，曾經有利於生命前驅分子形成的環境，有些科學家相信泰坦上曾經有生命，甚至可能現在就正有生命存在著。
 
使這些可能性更引人關注的是，天文學家研究這兩個天體時，都偵測到一種經常伴隨生命出現、與生命息息相關的氣體——甲烷。火星上的甲烷量雖不多，但很顯著；而泰坦則幾乎為甲烷所覆蓋。甲烷來自生物的可能性，不亞於來自地質活動的可能性，就算在泰坦上不是，至少在火星上是如此。這兩種可能性以不同的方式解釋甲烷的出現，而且都相當合理，這顯示我們在宇宙中或許沒有那麼孤單，不然就是在火星與泰坦的地底下，都有大量的液態水，並且伴隨著出乎意料的地球化學活動。如果能夠了解這些天體上甲烷的來源與命運，將可以得到至關重要的線索，使我們得以更了解太陽系內甚至太陽系外那些類似地球的天體，包含其形塑過程、演化和生命存在的可能性。
 
在木星、土星、天王星與海王星這些巨行星上，甲烷的含量很高，這是原始太陽星雲經化學作用後的產物。不過在地球的大氣中，甲烷卻屬於特殊氣體，含量只有1750ppbv（1ppbv表示體積比率為10億分之一），其中有90~95%是來自生物。草食性的有蹄動物如牛、羊和犛牛等，排出的甲烷佔全球甲烷年排放量的1/5；這些氣體是來自牠們腸子裡細菌作用後的新陳代謝產物。其他重要的來源，包含了白蟻、稻田、沼澤以及天然氣（天然氣也是古代生命所形成），還有赤道雨林植物也會釋出甲烷（請參見2007年3月號〈植物、甲烷與全球暖化〉）。在地球上，火山作用所產生的甲烷佔總量不到0.2%，而且經由火山作用所排出的，甚至可能是古代有機體所產生的甲烷。相較之下，來自非生命作用的甲烷，例如工業過程所產生的，就不是那麼重要了。因此，一旦在其他類似地球的天體上偵測到甲烷，自然也就提高了該天體有生命存在的可能性。......
 

目錄

專題文章
 
　　【封面故事】 甲烷謎霧：火星和泰坦上有生命嗎？　文∕阿提耶（Sushil K. Atreya）
 
　　地球上的甲烷絕大部份來自生物的代謝，那麼，在火星上發現的少量甲烷、在土星衛星「泰坦」上發現的大量甲烷，又是怎麼來的呢？這是否暗示了生命的存在？
 

 
　　【封面故事】 泰坦和生命　文∕葉永烜
 
　　【神經科學】 植物人的腦中世界　文∕洛瑞斯（Steven Laureys）
 
　　植物人會哭泣、會微笑，但是否有意識？最新的腦造影技術能否找出植物人腦部受損的關鍵，成為復原的契機？
 

 
　　【電機工程】 奈米碳網：電子材料耀眼新星　文∕格魯納（George Gruner）
 
　　現在最紅的電子材料，莫過於奈米碳管！由它所交織成的奈米碳網，更讓傳統材料望塵莫及。
 

 
　　【電機工程】 奈米碳管進軍燃料電池　文∕陳貴賢
 
　　【物理學】 與光子玩捉迷藏　文∕張明哲
 
　　【物理學】 量子實驗，自己動手做　文∕希爾默（Rachel Hillmer）、克維特（Paul Kwiat）
 
　　「觀測」竟然會影響已經發生過的量子運動過程，這是量子力學最弔詭的現象。現在，你在家裡也可以自己做。
 

 
　　【能　源】 向停電說再見　文∕安明（Massoud Amin）、施維（Phillip F. Schewe）
 
　　研發中的智慧型電力輸送網，將能有效偵測、監控和自我修復，減少全國大停電的風險。
 

 
　　【能　源】 台灣能否擺脫大停電噩夢？　文∕陳士麟
 
　　【古生物學】 失落的南美動物王國　文∕佛林（John J. Flynn）、威斯（Andr R. Wyss）、沙利爾（Reynaldo Charrier）
 
　　在智利的安地斯山區發現了1500件4000萬年前古代動物的化石，這群哺乳動物填補了南美洲物種演化史的空缺！
 

 
　　【古生物學】 中國燕齒獸揭開耳朵演化之謎　文∕羅哲西、陳萌
 
　　【醫　學】 染色體錯亂—致癌新觀點　文∕杜斯伯格（Peter Duesberg）
 
　　基因突變無法全盤解釋癌症的起因，但所有癌細胞的染色體都可見到損傷，這場錯亂可能才是癌症的真正根源！
 

 
　　【特別報導】 從果蠅之小，見生命之大　撰文／龐中培
 
　　【特別報導】 專訪 清華大學教授江安世：資源不如人、願景不輸人　撰文／龐中培
 

 
新聞掃描
 
　　【奈米科技】 用奈米毛球做電子產品　
 
　　【認 知】 老鼠也有思考能力　
 
　　【物 理】 量子纏結越來越長了　
 
　　【設計科學】 摩托羅拉瞄準文盲通訊市場　
 
　　【遺傳學】 你的基因密碼拼對了嗎？　
 
　　【氣 象】 空氣污染釀乾旱　
 
　　【記 憶】 伴香味入眠，有助記憶力　
 
　　【物理學】 逃離原子核　
 
　　【圖 案】 清真寺磚瓦花樣百變　
 
　　【光 學】 不反射任何光線的塗料　
 

 
華人視界
 
　　【科學人觀點】 顏色認知的遐思：不對稱的腦功能　曾志朗
 
　　【形上集 】 既是敵人，也是朋友？　高涌泉
 
　　【醫眼窺人間】 重視病人權益的現代醫學教育　劉克明
 
　　【網路不打烊】 一場遊戲還是工作？　張俊盛
 
　　【時光隧道】 眼前有景道不得　王道還
 

 
專欄文章
 
　　【永續發展】 通往乾淨能源的道路　薩克斯
 
　　【真真假假】 布希之錯與甘迺迪之過　薛莫
 
　　【反重力思考】 啤酒的世界一片美好　米爾斯基
 
　　【科學人剪影】 最後的印第安人權鬥士：波思維羅　
 
　　【科技解剖室】 導向式擴音器：密音傳送大法　
 
　　【專家解答】 重力為什麼會影響時間？在黑洞裡時間會停止嗎？　
 

 
編輯部製作
 
　　【總編輯的話】 總編輯的話　
 
　　【讀者論壇】 讀者論壇　
 

 

精彩試閱

甲烷謎霧：火星和泰坦上有生命嗎？
 

 
甲烷可能暗示了生命的存在，也可能是異常地質活動的象徵；但無論如何，在火星與泰坦的大氣中偵測到甲烷，是太陽系最引人入勝的謎團。
 
撰文╱阿提耶（Sushil K. Atreya）
 
翻譯／邱淑慧
 

 

 
除少許縹緲的雲（白色部份）之外，火星可見之處看來幾乎是靜止的，但是甲烷的出現，暗示著地底下可能有著生物或地質化學方面的活躍活動。
 

 
太陽系裡的所有行星，除了地球之外，火星可說是公認最有孕育生命潛力的了，可能現在有生命存在，也可能是曾經有生命。火星有許多與地球相似的特性，例如：形成過程、早期氣候史、有水儲存，以及火山和其他地質活動等，這些可能正是微生物所需要的。而另一個經常被列入討論，認為可能有外星生物存在的，則是土星的最大衛星——泰坦（Titan，或稱「土衛六」）。剛生成的泰坦，曾經有利於生命前驅分子形成的環境，有些科學家相信泰坦上曾經有生命，甚至可能現在就正有生命存在著。
 
使這些可能性更引人關注的是，天文學家研究這兩個天體時，都偵測到一種經常伴隨生命出現、與生命息息相關的氣體——甲烷。火星上的甲烷量雖不多，但很顯著；而泰坦則幾乎為甲烷所覆蓋。甲烷來自生物的可能性，不亞於來自地質活動的可能性，就算在泰坦上不是，至少在火星上是如此。這兩種可能性以不同的方式解釋甲烷的出現，而且都相當合理，這顯示我們在宇宙中或許沒有那麼孤單，不然就是在火星與泰坦的地底下，都有大量的液態水，並且伴隨著出乎意料的地球化學活動。如果能夠了解這些天體上甲烷的來源與命運，將可以得到至關重要的線索，使我們得以更了解太陽系內甚至太陽系外那些類似地球的天體，包含其形塑過程、演化和生命存在的可能性。
 
在木星、土星、天王星與海王星這些巨行星上，甲烷的含量很高，這是原始太陽星雲經化學作用後的產物。不過在地球的大氣中，甲烷卻屬於特殊氣體，含量只有1750ppbv（1ppbv表示體積比率為10億分之一），其中有90~95%是來自生物。草食性的有蹄動物如牛、羊和犛牛等，排出的甲烷佔全球甲烷年排放量的1/5；這些氣體是來自牠們腸子裡細菌作用後的新陳代謝產物。其他重要的來源，包含了白蟻、稻田、沼澤以及天然氣（天然氣也是古代生命所形成），還有赤道雨林植物也會釋出甲烷（請參見2007年3月號〈植物、甲烷與全球暖化〉）。在地球上，火山作用所產生的甲烷佔總量不到0.2%，而且經由火山作用所排出的，甚至可能是古代有機體所產生的甲烷。相較之下，來自非生命作用的甲烷，例如工業過程所產生的，就不是那麼重要了。因此，一旦在其他類似地球的天體上偵測到甲烷，自然也就提高了該天體有生命存在的可能性。
 

 
【欲閱讀豐富完整全文，請參閱科學人2007年6月號】