为什么甲烷可以成为地球以外生命的标志

不管我们是谁或来自哪里，每个人在他们生命中的某个时刻都会思考地球之外是否存在生命。在人类历史上，我们现在第一次拥有探测其他世界生命所需的信息和技术。为此，我们必须首先确定生命的标志。也就是说，在确定生命是否存在于另一个世界而不实际前往其他世界时，我们应该寻找什么？一种经常被引用的生物体化学标记是甲烷，一种通常与地球上的生物相关的有机化合物。然而，甲烷也可以通过不涉及生命的过程产生。如果我们确实在另一个世界中检测到甲烷，它是否应该被视为外星生命的证据？

甲烷从何而来？
甲烷是由一个碳原子和四个氢原子组成的有机化合物。虽然甲烷在地球大气中并不常见，但它在我们星球的大气中起着至关重要的作用。与二氧化碳一样，甲烷是一种温室气体，有助于维持地球表面的稳定温度。在地球上，绝大多数甲烷是由生物体产生的。细菌通常会在湿地中产生甲烷，而较大的生物通常会将其作为消化的副产品产生。当生物体死亡时，它们分解时也会释放出甲烷。地球上的大部分甲烷都是通过这些生物过程产生的，但并非地球上所有的甲烷都是由生命产生的。少量甲烷通过火山爆发，这个过程可能在无数个世界中都很常见。仅甲烷的存在并不是生命的证据，但存在多少以及它与其他化学物质一起存在可以。

为什么检测甲烷可以成为生命的证据
甲烷是一种相当不稳定的化合物。阳光通常会迅速将其分解，因此如果甲烷不随着时间的推移得到补充，它将慢慢从行星的大气层中消失。如果不是因为生物过程，甲烷在地球大气中几乎不存在。尽管火山确实会排放少量的甲烷，但随着时间的推移，它还不足以补充它。如果一颗行星的甲烷含量稳定且迅速得到补充，这可能意味着地表的生物体正在产生这种甲烷。此外，甲烷旁边的其他化学物质也可以提供外星生命的证据。在地球上，生物过程会产生多种化学物质以及甲烷，其中最值得注意的是氧气和二氧化碳。如果一颗行星有大量的甲烷以及大量的氧气和二氧化碳，这可能表明生物过程正在地表发生。如果甲烷与其他化学物质（尤其是一氧化碳）并存，则意味着火山爆发或其他地质过程会产生甲烷。火山喷发会排放大量一氧化碳，但在地球上，这种一氧化碳大部分被植物等生物吸收。如果行星大气中同时含有大量甲烷和一氧化碳，则表明外星生命存在不对甲烷的存在负责。然而，假设一颗行星的大气层富含甲烷，但缺乏大量的一氧化碳。在那种情况下，它不仅可以表明存在产生甲烷的生物，还可以表明存在吸收一氧化碳的生物。

在地球上，甲烷是生命的主要指标，但仅甲烷的存在并不一定是生命的证据。甲烷的数量、补充的频率以及它与其他化学物质一起的存在将为另一个世界存在外星生命提供强有力的证据。人类历史上第一次，技术已经变得足够先进，科学家们现在可以开始观察其他行星并确定它们的大气成分。科学家发现一个大气成分与地球相似的世界可能只是时间问题。人类最重要问题之一的答案可能只取决于我们是否检测到甲烷。