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標題: 火山活動是否為系外行星誘發產生外星生命的關鍵﹖ [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-10-4 12:34 AM 標題: 火山活動是否為系外行星誘發產生外星生命的關鍵﹖

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　　研究系外行星生命現象的天文學家發現﹐所有研究的每一顆行星似乎都是一個獨特的謎團﹐尤其是碳元素。因為碳對於行星上的氣候與地質生物化學具有關鍵性的影響力。假如研究行星科學的學者們能夠瞭解系外行星上的碳是從哪裡來的﹑如何產生﹐以及在大氣中作用的化學方法與過程﹐就可以在此議題上取得重大進展。而其中與碳有關的物質﹐有二氧化碳(CO2)﹑一氧化碳(CO)﹑甲烷(CH4)﹐而其中最關鍵的就是一氧化碳分子。
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由藝術家筆下所展現﹐系外行星上正進行著劇烈的火山活動。雖然因為距離遙遠難以直接觀察﹐但是天文學家可以藉由分析行星大氣中的光譜變化來瞭解火山活動的活躍程度。而火山活動劇烈與否﹐與行星大氣中的一氧化碳含量息息相關關。
　　在約30億年前﹐海洋中開始孕育出許多原始而簡單生命形態時﹐當時空氣與海洋中的含氧量非常稀少﹑陽光也較微弱﹐因此在大氣中保存濃厚一氧化碳。而科學家們認為﹐這樣的環境有利於原始的簡單生命形成與發展。因為一氧化碳可以成為原始生命的演化中所需﹐碳和氧的重要來源。
　　行星上的化學反應和平衡是由海洋﹑陸地﹑大氣與恆星發光之間複雜的回饋機制所控制﹐而一氧化碳含量失控暴增的大氣演化過程﹐對於生命形成非常重要。在含氧量極低的環境中﹐二氧化碳會經由紫外線分解產生一氧化碳﹐而水分子經由光分解作用產生的氫氧基會和一氧化碳作用而回復到二氧化碳﹐彼此形成平衡關係。
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示意圖中展現了一氧化碳在行星大氣與海洋中循環的化學反應過程﹐顯示一氧化碳如何在這些過程中形成正逆反應的平衡。
　　而研究團隊在經由行星大氣化學模型的模擬過後發現﹐火山活動的活躍程度對前述化學平衡的影響比恆星本身光線強弱的影響要大。因為與大氣接觸的岩漿能夠以比光反應產生更多的一氧化碳﹐而噴入大氣的火山灰能遮蔽光線﹐降低一氧化碳分解速率﹐形成一氧化碳失控暴增的環境。接下來的挑戰﹐就是利用太空望遠鏡觀測的系外行星大氣光譜分析結果﹐進行更深入的研究。

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