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金星生命

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宇宙中的生命
天體生物學
太陽系宜居性
太陽系之外的生命
1979年， 先鋒金星軌道器（英語：Pioneer Venus Orbiter）在紫外線波段觀測到的金星大氣層。
藝術家的想像圖，展示了金星被地球化（英語：Terraforming_of_Venus）後的樣子

金星生命是指金星上可能存在的生命，迄今為止，人類尚未觀測到金星生命的存在。金星是距離地球最近的行星，且金星在質量、大小、密度上與地球十分接近，在20世紀60年代金星探測任務揭示了其表面的極端環境之前，人們一度認為金星比火星更可能存在生命。

金星比地球更靠近太陽，劇烈的溫室效應使得金星表面的溫度達到約735開爾文（462°C），其地表大氣壓力是地球的九十多倍，生物難以生存在金星地表。但是金星大氣高層溫度、氣壓較低，嗜極微生物可能生存於此處[1][2][3]。2020年9月的一項研究顯示金星大氣層中存在有磷化氫，這可能是金星生命存在的跡象。[4][5][6]

表面狀況

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由於金星表面完全被濃密的大氣和雲層覆蓋，因而在探測器抵達金星之前，人們對金星表面的認知基本來自於推測，直至20世紀中葉，人們仍然認為金星表面環境與地球相似，並可能存在生命。1870年，英國天文學家理察·普羅克特（英語：Richard A. Proctor）認為，金星赤道附近不可能存在生命，但是兩極則有可能。[7]當時的科幻小說家對金星表面進行了大膽的想像和描述，在他們的筆下，金星表面或者遍布森林，或者擁有一個由石油或碳酸水構成的廣袤海洋。

1958年，邁爾（C. Mayer）等人通過微波觀測發現金星存在溫度高達600開爾文（約326℃）的高溫源[8]，但當時科學家們對此高溫源位於金星表面還是電離層存在爭議。1962年12月，水手2號首次飛掠金星並對金星進行了科學探測，科學家根據水手2號發回的數據估計金星表面溫度大概為500攝氏度[9]。隨著金星探測（英語：List of missions to Venus）的持續進行，越來越多的證據表明金星的自然環境的極端惡劣，如大氣中存在著大量硫酸雲、極高的地表氣壓和溫度[10][10]，地球上的生命形式難於在金星的惡劣環境下生存。

過去的適居性

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在金星的溫室效應失控導致其喪失絕大多數水分之前，金星表面可以存在液態水，可能形成微生物生命[11]。假設宜居帶附近的行星上的水與地球上的水具有相同的起源，則後期重轟炸期及之後，液態水可能存在於金星表面長達6億年，這段時間足以進化出簡單生命。但不同的研究對金星表面液態水的存在時長的估計差距很大，從幾百萬年至數十億年不等。[12][13][14][15][16]2019年的一份研究指出，金星表面存在地表水並且較為宜居的時間可能長達30億年，這一宜居狀態可能一直持續到7至7.5億年前[17]，如果此結論正確，生命完全有足夠的時間進化到大氣層中。[18]

目前人類對金星表面的探測很不充分，如果人類向金星發射能承受金星極端地表環境的探測器並對其表面物質分析，或許可以找到生物存在的相關證據[19]。然而金星的地表十分年輕，僅有5億年左右的年齡[20]，這意味著即使在這之前金星上有生物存在，人類也很難在金星表面找到比這更早的生物的化石[21]，但仍可能找到一些生命印跡。[22]

大氣的適居性

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大氣狀況

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主條目：金星大氣層

金星擁有比地球更厚重與濃密的大氣層，其主要成分為二氧化碳，大氣層分布有濃厚的主要由硫酸組成的雲層。大量的20世紀下半葉，科學家在對金星計劃、先驅者金星計劃、麥哲倫號金星探測任務返回的數據進行分析時發現，金星的高層大氣同時存在羰基硫、硫化氫和二氧化硫，羰基硫不容易通過無機過程產生，而硫化氫會自發與二氧化硫會反應，這說明金星上存在產生這兩種物質的機制。此前還有金星探測器發現金星雲層下存在氯氣。[23]二氧化碳、二氧化硫及水蒸氣在太陽的照射下可在上層大氣中發生光化學反應產生硫酸。[24]

金星地表附近不可能存在生命，但是距離金星地表50公里附近的大氣溫度、壓力及太陽輻射水平適宜，微生物可能棲身於此處。[25][26][3]金星赤道附近雲層存在紫外線頻段下反射率較低的「暗區」，科學家因此猜測金星雲層可能有吸收紫外線的化學物質，這些物質可能保護金星生命免遭紫外線的破壞[27]，也有科學家猜測金星雲層中的生物會吸收紫外線甚至金星生命自身即有利用紫外線的能力。[28][29][30]

可能的生物標誌物

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2020年1月，天文學家稱有證據表明金星表面的火山仍處於活躍狀態[31]，火山活動釋放的物質可能是金星大氣中可能存在的微生物的營養來源[32][33][34]。

2020年9月，一個來自英國的科學家團隊在金星大氣中探測到了磷化氫氣體。磷化氫氣體難以在金星大氣中穩定存在，此次探測出磷化氫證明金星上存在產生磷化氫的途徑，目前人類尚未弄清這些磷化氫的來源。在地球上，磷化氫的主要由厭氧微生物代謝產生，而在金星的條件下，已知的非生命過程不會產生這麼多的磷化氫[4][5][6]。金星上磷化氫的產生機制可能是人類尚未發現的某種化學過程或是地質過程，亦有可能系某種微生物群落的代謝活動。[35]後續有研究團隊認為先前該研究引用的電波訊號所反應的是二氧化硫而非磷化氫。[36]

參考資料

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  2. ^ Redfern; Martin. "Venus clouds 'might harbour life'" [金星雲或為生命的港灣]. BBC News. 2004-05-24 [2015]. （原始內容存檔於2020-09-16）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Dartnell, Lewis R.; Nordheim, Tom Andre; Patel, Manish R.; Mason, Jonathon P.; et al. Constraints on a potential aerial biosphere on Venus: I. Cosmic rays. Icarus. September 2015, 257: 396–405. Bibcode:2015Icar..257..396D. doi:10.1016/j.icarus.2015.05.006. 
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