甲烷谜雾引发猜测：火星和土卫6上有生命吗？

新一期的《科学人》刊文，对太空生命存在于火星和“土卫六”的可能性进行了分析。有些科学家相信泰坦上可能现在就正有生命存在着。 美国“卡西尼”号飞船拍摄的土卫六的自然颜色
经过颜色处理的土卫六
火星侦察轨道器拍摄到的火星深洞照片
中新网6月20日电，据《中时电子报》报道，新一期的《科学人》刊文，对太空生命存在于火星和“土卫六”的可能性进行了分析。文章摘录如下：
太阳系里的所有行星，除了地球之外， 火星可说是公认最有孕育生命潜力的了，可能现在有生命存在，也可能是曾经有生命。火星有许多与地球相似的特性，例如：形成过程、早期气候史、有水储存，以及火山和其它地质活动等，这些可能正是微生物所需要的。
而另一个经常被列入讨论，认为可能有外星生物存在的，则是土星的最大卫星--泰坦(Titan，或称“土卫六”)。刚生成的泰坦，曾经有利于生命前驱分子形成的环境，有些科学家相信泰坦上曾经有生命，甚至可能现在就正有生命存在着。
使这些可能性更引人关注的是，天文学家研究这两个天体时，都侦测到一种经常伴随生命出现、与生命息息相关的气体--甲烷。火星上的甲烷量虽不多，但很显著；而泰坦则几乎为甲烷所覆盖。
甲烷来自生物的可能性，不亚于来自地质活动的可能性，就算在泰坦上不是，至少在火星上是如此。这两种可能性以不同的方式解释甲烷的出现，而且都相当合理，这显示我们在宇宙中或许没有那么孤单，不然就是在火星与泰坦的地底下，都有大量的液态水，并且伴随着出乎意料的地球化学活动。如果能够了解这些天体上甲烷的来源与命运，将可以得到至关重要的线索，使我们得以更了解太阳系内甚至太阳系外那些类似地球的天体，包含其形塑过程、演化和生命存在的可能性。
在木星、土星、天王星与海王星这些巨行星上，甲烷的含量很高，这是原始太阳星云经化学作用后的产物。不过在地球的大气中，甲烷却属于特殊气体，含量只有1750ppbv(1ppbv表示体积比率为10亿分之一)，其中有90～95%是来自生物。草食性的有蹄动物如牛、羊和牦牛等，排出的甲烷占全球甲烷年排放量的1/5；这些气体是来自?们肠子里细菌作用后的新陈代谢产物。其它重要的来源，包含了白蚁、稻田、沼泽以及天然气(天然气也是古代生命所形成)，还有赤道雨林植物也会释出甲烷(请参见2007年3月号〈植物、甲烷与全球暖化〉)。
在地球上，火山作用所产生的甲烷占总量不到0.2%，而且经由火山作用所排出的，甚至可能是古代有机体所产生的甲烷。相较之下，来自非生命作用的甲烷，例如工业过程所产生的，就不是那么重要了。因此，一旦在其它类似地球的天体上侦测到甲烷，自然也就提高了该天体有生命存在的可能性。
大气层中的角色
就在2003与2004年，有三个独立的研究团队宣布在火星大气中发现甲烷。美国航天总署(NASA)哥达德太空飞行中心的孟玛(Michael Mumma)带领研究团队，利用位在夏威夷的红外线望远镜与位在智利的双子星天文台南座望远镜，以高分辨率光谱仪侦测到火星上甲烷的浓度超过250ppbv，浓度随着地点而不同，可能也会随着时间而变。
任职于罗马物理与行星际科学研究所的佛米沙诺(Vittorio Formisano)与同事(包含我)分析了数千个搜集自火星快递轨道卫星的红外线光谱，我们发现的甲烷含量低得多，约0～35ppbv。一般行星的平均值约接近10ppbv。后来，美国天主教大学的斯若波斯基(Vladimir Krasnopolsky)和同事利用加法夏望远镜(CFHT)测量到的行星平均值约为10ppbv，不过因为讯号与空间解析力不够，他们无法测量到在行星上的变化情形。
孟玛的研究团队正在重新分析他们的资料，想找出为什么数值会有这么大的差距。以目前来说，我会把10ppbv的值当做是最有可能的，这样的甲烷浓度(单位体积的分子数)相当于地球大气中甲烷浓度的十万分之四。不过，即使是这么低的含量，也仍需要解释。
虽然天文学家早在1944年就已经侦测到泰坦上的甲烷，不过这只是当时发现氮的附加发现，过了36年，氮的发现广泛引起各界对这个寒冷且遥远卫星的兴趣。氮是胺基酸与核酸等生物分子的关键成份，所以大气中含有氮和甲烷，加上地面气压是地球大气压力的1.5倍，可能正提供了生命前驱分子所需的要素，有些人推测，这里甚至可能有生命形成。
要维持泰坦厚重且充满氮的大气，甲烷扮演着具控制性的中心角色。甲烷是碳氢化合物霾的来源，它