甲烷在火星被发现,甲烷通常由细菌产生,火星上真有生命吗

2019年6月24日,美国好奇号火星车的团队公布了观察到的甲烷漂浮在火星大气中的甲烷羽流(www.yoshu.net)。

这是好奇号火星车集中检测到的最大量的甲烷,按照体积计算为,这些甲烷在火星空气中的含量为10亿分之21。

发现这些甲烷的,是火星车上的可调激光光谱仪。

中美两国的火星车已经在火星上漫游,现场拍摄的照片,证明这个星球一片荒凉,并没有任何传说中的生物痕迹。

但是,科学家们曾经满满的期待着火星上有生命。

可以被检测到、现在唯一能够和生命联系在一起的物质,就是火星在缓慢的释放甲烷。

因为在地球上,甲烷一般由生物产生。甲烷细菌可以在新陈代谢的过程中产生甲烷;一部分哺乳动物,比如说牛在胃里面也会产生甲烷。

一般认为甲烷不会自动产生,是因为甲烷是一种还原性的物质,在岩石星球上天然存在的物质大部分都是氧化物。

植物通过光合作用,才能够把二氧化碳、水转化为碳水化合物,才具备了还原性。

即使甲烷细菌生产甲烷也需要用到氢原子和二氧化碳反应。

宇宙大爆炸之初,只有氢和氦这两种元素,其中氢的含量是最多的。比氦重的所有元素都是在恒星核聚变的时候形成的。而这种核聚变的过程和难度不一样,所以形成的各种各样的元素,它们在宇宙中的含量不一样。

宇宙中含量最多的三种元素依次是氢、氦和氧。

所以,所以,如果没有特殊的理由,一颗岩石行星上面几乎所有的物质都被氧化了。

在通常情况下,天然存在的碳氢化合物只会存在于巨型的气态行星,比如说木星和土星,或者是一些温度极低的小体积行星、卫星上。

所以我们都会通常的认为,在地球上所有能够燃烧的,具有还原性质的物质,煤炭和石油,它们最初的来源都是植物的光合作用。

树的尸体被埋在地下,慢慢的变成了煤炭;而微生物的尸体埋在地下,慢慢的变成了石油。

所以石油和煤炭又被称为化石能源。

石油的生物学成因有很多证据,其中之一是石油的生物学标记,同时石油和天然气(主要成分是甲烷)又是伴生资源,而甲烷又是生物制造的,所以这一连串的证据基本上都支持石油来自生物。

但是这里有一个疑问,生物学标记并不是石油所独有的,而且也没有办法保证这些生物学标记是在石油形成以后才进入石油内部的。

这就好像在问,为什么陨石永远会掉进陨石坑里一样,只有确定先后顺序,才能明白这个过程到底是怎么样产生的。

当然,也有科学家的观点认为石油来自于地幔,这种观点一般被称为石油的非生物成因学说,或者称为石油的无机成因学说。

支持这种观点的证据有:有一些油井开采光了以后慢慢又会重新产生石油;克拉玛依有火山岩的油气资源,但是按照石油的生物成因说,石油必须在沉积岩和液岩中形成。

如果我们坚持石油是生物产生的,还有一种可能:在油井采完以后,周边的含油层里还有石油,在高压下这些石油外慢慢的会向油井渗透,所以采干的油井又会产生石油;油气在高压下也可能沿着裂隙渗透进花岗岩的内部。

现在石油的有机成因说之所以是主流,很重要的原因,是它可以完整的描述石油从有机物变成油的过程。

石油的无机成因学说关键的理论,就是地核必须制造具有还原性质的物质,这个物质就是氢。

氢原子核就是质子,地核内部的质子来源有两个,第1个就是放射性衰变会产生中子,而中子在15分钟之后就会自动的进行贝塔衰变,变成质子和一个电子;第2个是地核中的水和铁反应形成氢。

根据现有的对于地球核心的测量,认为地球核心的密度偏低。

我们现在地球核心的密度是10.7,一般认为这是镍和铁经过高度压缩以后才产生的。但是地球核心的压力高达400万个大气压,如果在这个大气压强下,铁的密度会从7.9被压缩到13左右。

这说明地球核心可能并不是纯铁,那么它是什么呢?有可能是纯铁、三氧化二铁、四氧化三铁的混合物。

我们知道地球是在原始太阳系的吸积盘中诞生的。

在地球诞生之前,物质基本上处于无重力状态,各种物质是没有办法分辨轻重的。最初聚集成地球核心的物质含有各种元素,包括氢元素以及氢元素的各种化合物,比如说水。

在地球形成以后,重元素铁和镍等等沉到了地心,和地球最元初形成的一些物质混合在一起,在高压、高热的作用下,纯铁会把水中的氢原子置换出来形成氢气和三氧化二铁或者四氧化三铁。

这就是为什么地球的核心偏轻的原因。

这些氢气从地核中缓慢的通过地幔释放到地壳和地幔的交界面~莫霍面,和二氧化碳、水反应,就会形成烃类物质,这些物质在地壳的缝隙中聚集,经过高压的作用,就会形成石油。

石油之所以在页岩中含量比较多,因为页岩的密度低,孔隙率大。

而且,反应用不光的氢,还会从地壳中渗透到地表。实际上在地壳的内部有大量的氢,但是通常认为在自然界中是不会有氢单质存在的。

2018年,在美国卡罗莱纳海湾中就发现了大量的纯氢渗透出来,每天高达2700立方米。

从科学的角度上来说,石油的无机成因还缺乏一个关键的证据,就是证明在无机情况下可以产生碳氢类的有机物。

现在火星上找到了甲烷,就填补了石油无机成因说的一个重要的缺口,因为甲烷和石油是伴生资源。

我们知道火星虽然比地球要小,但是它的结构和地球是类似的,它也有星核,也有地幔、地壳。

在远古的时候,火星上还有火山爆发,证明火星的星核是灼热的,地壳下面是灼热的岩浆。

火星上还有岩石行星上最高的一座山,奥林匹斯山,高达21千米,它曾经是一座火山。

火星上也具有地球上形成氢的类似过程。

现在NASA的科学家们基本倾向于火星上的甲烷是氢元素和二氧化碳在某种反应情况下形成的。这个反应基本上就是地球上石油无机成因学说中的一个步骤。

按照石油的无机成因,火星上不仅会有甲烷,也会有石油。

现在虽然在火星上只找到了甲烷,但是已经证明了石油的无机成因学说是99.9%的正确。

接下来如果在火星上找到了石油,那么就可以给石油的无机成因学说盖棺定论了。

但我们也不能否定生物的尸体可以产生石油,所以地球上的石油实际上是两个来源,一个是有机来源,一个是无机来源。

如果在火星上找到石油的话,可以评估一下石油的无机来源到底能够产生出多少的石油。这样我们就可以准确的评估地球上的石油到底是以哪个过程为主。

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