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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256385]
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·我们是孤独的吗？·
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在这个无限广阔的宇宙中，已知的生命全都来自一粒最不起眼的纤尘——地球。300年来，我们制造了越来越大的望远镜，无数次扫描着星空，发现了种种诡谲绚烂的天文奇观，从数十万成员的星团到几十万光年外的星系，最巨大的恒星足以吞下整个土星轨道，而垂死的恒星将在无可匹敌的爆发中释放出比一个星系更加耀眼的光芒，它们在星云中掀起无边的涟漪，催生出不知凡几的新恒星，那恣肆抛撒的金属元素还将凝聚成厚重的岩石，吸聚成千奇百怪的行星，它们中的每一个，都是未知的新世界——可我们从来没有发现其他生命的踪迹。
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生命出现在地球上，难道就只是一个纯粹的偶然吗？
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如果听信了猴子与键盘的说辞，我们很可能会认为这真的就只是个偶然，并且相信这个偶然的概率低得近似于无，在广袤的宇宙里都不可复现。
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但是我们的整个故事已经否认了这种观点：生命绝不是一个纯粹的偶然，而只是一种实现了自我控制的耗散结构。而构成这种耗散结构的，又只是一些最平庸的岩石与海水。
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尤其橄榄石，是它与海水的反应产生了碱性热液，碱性热液又与酸性海水共同沉淀出了白烟囱，白烟囱那错综复杂的矿物管道又成了生命诞生的理想环境。而橄榄石不仅是地球深处最常见的矿物，同时也是整个太阳系最常见的矿物，其他行星与卫星的岩石内核，还有四处飘散的小行星，甚至弥漫轨道之间的矿物尘埃，主要成分也都是橄榄石。这并不是什么奇怪的事情，橄榄石的主要成分就是硅酸镁和硅酸亚铁。其中，硅是宇宙丰度第八的元素，岩石总体丰度第二高的元素；氧是宇宙丰度第三的元素，岩石丰度第一的元素，宇宙中丰度最高的强氧化性元素；铁是宇宙丰度第一的金属元素；镁是宇宙丰度第二的金属元素。由最常见的元素组成最常见的物质，这是顺理成章的事情。
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图5—36 大约在1951年，人们在阿根廷的埃斯克尔地区发现了一块重达755千克的巨型陨石。照片里的样本就是这块“埃斯克尔石铁陨石”的切片，清楚展现了铁基质中镶嵌了大量的高纯度橄榄石晶体。（来自Doug Bowman | Flickr）
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是啊，这本书从头到尾一直强调的，不就是“这乍看起来有些神奇，却是平常的反应”吗？所以，如果在宇宙的其他角落，同样有橄榄石构成的深层地壳，同样有活跃的地质运动，也有同样充沛的原始海水，那是否同样可以喷发出一座座活跃的白烟囱，进而孕育出像我们这样的细胞生命呢？
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是的，这就是我们搜寻地外生命的纲领：橄榄石并不棘手，有岩石的地方就有它；但是液态水却只能存在于0℃以上的狭窄温度区间里，所以，寻找岩石星球上的液态水，就是我们寻找地外生命的最佳方案。
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随着技术的进步，我们发现这样的搜寻很可能远比想象的容易。就在太阳系内部，木卫二“欧罗巴”和土卫二“恩克拉多斯”不但拥有巨大的橄榄石岩体，还有可匹敌地球的水储量，同时，木星和土星的巨大潮汐力也足以在它们的岩体上撕开深刻的裂缝，让那海水像在洋中脊那样渗透下去——我们很有理由猜测那里同样会有白烟囱，同样可能孕育出产甲烷古菌或者产乙酸细菌那样的生命。
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其中，木卫二是一颗非常巨大的天然卫星，直径约是地球的24.5%，只比月球略小一点，是1610年伽利略用望远镜发现的四颗卫星之一。但在那之后的300多年里，人类都只以为那是一个遥远而平庸的寒狱，毕竟那里已经非常远离太阳的光辉，木卫二的引力又是那样小，无法吸引一层蓄热的大气，根据计算，这个星球表面最热的地方也只有–133℃。
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但是1979年前后，“旅行者1号”和“2号”先后掠过木卫二，揭开了它的神秘面纱，顿时震惊了所有的人。那是整个太阳系最光滑的星球，起伏最大不超过几百米，除了一些纵横交错的裂纹显得颜色深一些，连撞击坑都非常罕见——那竟然是一个巨厚的冰壳！
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我们现在知道，木卫二的冰层厚达10千米到30千米，而冰层之下还有一个深达100千米的液态水海洋。要知道，地球海洋的平均深度还不到3.7千米，这意味着木卫二的液态水储量将近地球海水的2倍。这就不免让人们感到非常困惑：在如此寒冷的冰层下面，是什么能量融化出了如此巨大的海洋？
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图5—37 1979年7月9日，“旅行者2号”飞略木卫二时拍摄的照片。（图片来源：NASA）
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岩石中放射性元素衰变放热和木星磁场加热都不足以释放如此多的热量。但我们很快发现，轨道共振带来的潮汐力就是那个答案。伽利略发现的四颗木星卫星都非常巨大，其中，木卫一、木卫二和木卫三在公转中形成了4∶2∶1的轨道共振，也就是木卫一公转4周的同时，木卫二公转2周，木卫三公转1周。这让它们的轨道不怎么圆，时而靠近木星，被强大的引力拉扁，时而远离木星，恢复原样III。木卫一距离木星最近，这种潮汐变化也最显著。地球海洋的高潮和低潮最大落差只有18米，但在木卫一那里，岩石的高低起伏竟能高达100多米，这巨大的能量让木卫一成了太阳系火山运动最活跃的星球，400余座大大小小的活火山用硫黄和硫化铁把整个星球涂成了金黄色。
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木卫二距离木星远一些，没有在撕扯中爆发如此大规模的火山运动，但也同样足以获得巨额的能量收入，那冰层上错动的裂纹就是明证。它的海底也一定有丰富的构造运动——既有黑烟囱，也有白烟囱。
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那么，在地球上造就了生命的那种“必然”，也会发生在木卫二上吗？
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这恐怕就要设法调查一下木卫二的海洋里究竟有些什么物质，尤其是有没有复杂的有机物了。
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对此，一种想法是直接发射一台核动力的钻机到木卫二上去，利用热量钻透整个冰层，然后释放一个水下机器人去探索那异星的深渊IV。显然，这个想法近乎疯狂，那背后涉及的技术难度和资金缺口恐怕这整整一代人都不能解决。
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幸好，2014年，哈勃空间望远镜拍摄到木卫二上还有活跃的“水汽冰羽”活动，冰层下的水分会在南极附近顺着裂缝像刚开瓶的香槟一样喷薄而出，升腾起高达200千米。所以，只要派一艘探测器飞掠甚至着陆在那裂缝附近，就能知道木卫二的海洋中究竟有没有，或者有多少复杂的有机物了。
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2017年，美国国家航天局宣布启动“欧罗巴快船”计划，预计在2024年发射一艘无人探测器前往木卫二，直接搜集那些冰羽中的成分数据。这是我们有生之年拭目以待的事情。
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相比之下，土卫二就小得多，但它带给我们的希望却大得多。