甲烷属于氨基酸吗
不久前，我的朋友、中国科学院海洋研究所张鑫研究员在中科院的格致论道讲坛做了一个演讲。其中他说道：“我最近十几年做的工作，还没有完成我的梦想，把实验室搬到海底。我只是做了一个简单的探针，叫拉曼光谱探针，带着它去深潜。”
他们最重要的成果之一，是首次发现自然状态下的超临界二氧化碳，并提出这可能与地球上的生命起源有关。他们的论文发表在中国科学院的杂志《科学通报》，标题是《Discovery of supercritical carbon dioxide in a hydrothermal system》。
你可能会问：超临界是什么意思？
答案参见我的一期节目《填补生命起源缺失环节：中国科学家发现海洋热液中含有“氮气”》科技袁人袁岚峰的视频
对此简单的解释是，超临界是物理化学中的一个概念，跟气体的液化有关。
如果你想把气体变成液体，你有两种办法：一个是降低温度，另一个是提高压强。一般情况下，这两种办法中的任何一个都可以实现液化，例如平常见到的水蒸气就是这样。但一般人不知道的是，如果温度高到某个程度，单独提高压强就不能液化了，无论你把压强加到多高都不行。
这个温度就叫做临界温度。如果你想把高于临界温度的气体液化，就必须首先把它降温到临界温度以下。在临界温度上刚好能把气体液化的压强，就叫做临界压强。
那么，超临界流体是气体还是液体呢？
回答是：在这种状态下，气体和液体的界限消失了。因为它可以通过连续变化变成普通的气体，也可以通过连续变化变成普通的液体，中间都没有任何突变。而平时见到的气液变化，例如水蒸气变成水，或者酒精蒸汽变成液态的酒精，都是突变。所以超临界流体是一种特殊的状态，有些性质像气体，有些性质像液体。这是物理化学中一个非常有趣的结果。
了解了这些背景，下面的问题是：超临界二氧化碳为什么会跟生命起源有联系？
回答是：这次是在海底热液中发现了超临界二氧化碳的喷发，其中包含了大量的氮气、甲烷、硫化氢等物质。这里的关键是氮气，有了氮元素，就能产生氨基酸等有机物，进而形成生命。
那具体是怎么发现的呢？是通过“拉曼光谱探针”。
海底生态系统的东西是很难带回实验室的，但他们可以让“拉曼光谱探针”去海底深处，这是他们在技术手段上的创新。
拉曼探针做的工作是打一束光过去，然后这束光的返回信号可以告诉我你的生理状态，或者说你的化学成分，但是我不会破坏你生存的环境。
张鑫不仅用探针探测过石头和水合物，还探测过生物。如果你也可以探测，你想探测什么？
泰坦星可以让人类生存
不管是寻找地外生命还是宜居星球，最怕的不是前方困难重重，而是失去希望。人们自古以来便对宇宙星空充满希望和好奇，在不断探索的过程中，希望找到人类的同伴，或者延续人类的希望，在这段旅程中，科学家也发现了很多重要的线索，1655年，科学家便发现了一颗奇妙的星球，经过不断的研究和分析，科学家判定为是太阳系内最可能存在或演化生命的星球。
望远镜的发明，除了能让人们眺望远方外，最重要的是促进了天文领域的发展，目前人们建设了很多观测宇宙的设备，如哈勃望远镜、天文台、中国天眼等。有了这些设备，极大提高了人们探索新星球的效率。1655年，人们第一次发现了它——泰坦星。
泰坦星是土星的一颗卫星，也就是土卫六，是土星众多卫星中最大的一个，也是太阳系第二大的卫星，人们自发现泰坦星起便开始研究，至今也有366年了，掌握了泰坦星很多关键数据。综合分析后，科学家认为泰坦星是一颗极有可能出现生命的星球。
生命的演化和生存离不开水和空气，而要想存在水和空气，就必须要要有大气层的保护，这样才能保证水分不会被蒸发，空气也能够稳定存在。而泰坦星正好满足了这一点，经科学家研究发现，泰坦星地表存在液态水，表面也覆盖着大气层，不过泰坦星与地球最大的区别是：泰坦星陆地面积很大，海洋面积仅有1.5%。也就是说水分少得可怜，但是生物生存的空间会比地球大很多。
泰坦星上的空气成分几乎全部都是氮气以及部分甲烷等其他气体，而氮气的主要来源是甲烷经过太阳辐射之后而生存的。也就是说早期的泰坦星含有大量的甲烷气体，并且泰坦星上还有各种奇怪的云朵，科学家猜测该云朵可能都是甲烷、乙烷构成的。
众所周知，地球在诞生初期，也充斥着大量的甲烷，而后才演化出生命，换句话说，甲烷是地球生命出现的基本条件。为何甲烷会成为生命演化必不可少的物质呢？科学家在研究和分析地球生命起源的时候，曾经提出了很多理论，例如“宇宙发生说、自然发生说”等，但自从有一位科学家做了一个实验后，人们逐渐接受了这一说法。
他将氨气、甲烷、氢气、水等物质混合后装进一个玻璃瓶中，再模拟地球上的电闪雷鸣，结果这些物质发生反应后，竟然生成了氨基酸，氨基酸是生物最基本的物质，整个生命的演化都离不开氨基酸，而甲烷作为反应物之一，自然是演化生命的基本条件了，很显然，泰坦星同样具备这样的条件，科学家表示泰坦星上还会下甲烷雨。结合上述的几个条件，泰坦星上存在生命的可能性太大了。
然而在近些年的研究，科学家发现了一种以甲烷为养料的生命，尽管泰坦星上难以达到生成氨基酸的条件，但或许存在依靠甲烷便能生存的生物。科学家在南极冰层800米处，发现了一个古生物菌群，这些菌群能够依靠二氧化碳以及甲烷生存。另外在新西兰东部海面1000米深处的甲烷喷泉中，发现了一种管型虫，这类管型虫是很独特的生命形态，是以甲烷为生存场所的生物。
由此可见，不管是什么环境下，都有可能出现生物，我们可以大胆地猜测，泰坦星上会不会也存在一种生物呢，能够借助泰坦星的环境进行生长繁殖，甲烷作为一种有机物，能够获取能量，是相当理想的食物，相比火星，其诞生生命的可能性自然会更高。
不过目前还没有找到泰坦星生物，人类科技发展同样也是有限的，而且目前探索星球的聚焦点都在火星上，有些忽视了泰坦星。但是NASA已经开始计划“蜻蜓任务”，计划在2026年发射探测器前往泰坦星，进行实地探索。只有实地接触到了泰坦星，才能判断泰坦星是否存在生命。
泰坦星，一颗奇妙的星球，极有可能存在生命,泰坦星可以让人类生存
氧气的来源和生命的产生
氧气的来源一直是个谜，大氧化事件也一直困扰着科学界。科学家们对大氧化事件也众说纷纷，各种版本的也层出不穷，有一种说法就是大氧化事件中的氧气是由海底单细胞藻类生物（能在无氧环境下生存，并具有原始光能合成体系的原核生物——蓝藻细菌）光合作用产生的；另一种说法就是镍含量的急剧下降抑制了甲烷的生成，所以导致大气中氧含量的快速积累；甚至有学者猜测大氧化事件的氧气很可能是从地球内部经过地震或者火山喷发瞬间释放出来……到底哪条是真的呢？尽管公说公有道，婆说婆有理，但实际上很多都难圆其说，形成不了一条自然现象链。就拿很大部分人都认可的氧气是由植物光合作用产生的这一观点来说，植物白天光合作用释放氧加呼吸耗氧有氧盈余，晚上基本纯吸氧，总体来说基本上没有氧盈余。另外还有一点，绝大多数地球植物死后都会腐烂氧化，这又是耗氧的，所以总体来说植物是很难对地球圈氧含量有大的贡献。前几年美国科学家模拟地球生态环境做的生物圈2号实验竟然失败啦！给美国乃至全世界的科学家狠狠地扇了一巴掌，几乎否定了植物光合作用产生氧气的这一“大作用”。而地球氧含量在几百年甚至几千几万年尺度上都是稳定的，即使有大规模生物灭绝和天气灾难也不会造成大气圈含氧量有明显变化，地球大气成份变化起主导作用的不可能地球生物圈，因为生物圈是依附地球而生，体量不够。否则冬季植物凋零枯萎、冰河期到来大气圈氧气含量会大辐下降么？这显然不正确。
那么问题来了，请问氧气又是从何而来的？为什么会产生大氧化事件？……
其实，在这个地球上在没有氧气之前水就已经存在了。水在阳光的照射下蒸发形成了水蒸气。水在雷电的电离下形成氢气和氧气2H2O=2H2+02（条件：闪电），这一点可以破解远古宇初期（24.5亿年前）光合生物没有形成之前的大氧化事件之谜。氧气在雷电的作用下电离3O2=2O3（条件：闪电）形成臭氧，臭氧比空气轻所以飘在空中，所以就很好的破解了臭氧层的来源之谜。由于南北极因为温度太低，水份太少，等天气太过恶劣很难产生雷电，南北的氧气也只能从其他地方扩散过来。导致现在南北极现在还存在臭氧空洞。
氧气还会再进一步和空气中的氮气在雷电的作用下电离形成一氧化氮N2+O2=2NO(条件:闪电),
一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2,二氧化氮和水反应就形成了硝酸和一氧化氮
3NO2+H2O=2HNO3+NO。
同时一氧化氮和水和氧气三种物质一起还会反应形成硝酸4NO+3O2+2H2O=4HNO3
问题来了，那么氢气呢?它坐以待毙吗？不是的，这里还有一个化学方程式: 3H2+N2=2NH3（条件：闪电）。氮气和氢气在雷电的作用下反应形成氨气（所以暴风雨来了之前你会闻到一股特殊的味道，特别是在迎风方向）氨气又极易溶于水形成氨水。氨水显碱性没错，但是氨水和硝酸反应就形成了硝酸铵(N4H03)和水，NH3·H2O+HNO3=NH4NO3+H2O，硝酸铵是盐但显酸性。所以这就很好的解释,雨水为什么会显酸性啦! H4N03正是植物所需的氨太氮肥，硝酸铵在空中合成并跟随着雨水一起降落到地面上，从而为植物提供氨肽氮肥，动物通过采食植物摄取养份……充足的氧气，充足的养分，充足的食物……事宜生物生存的环境为寒武纪生命大爆发创造了必要的条件。
生物体是由细胞构成的，细胞又由蛋白质构成的，蛋白质又由氨基酸构成的，为什么叫它氨基酸呢？因为它有氨基，氨基充分说明了氨是生命体重要组成的部分，然而氨基在生物体内是很难合成的，主要通过外界的摄取和细胞的分解得到的，H4N03是植物所需的氨太氮肥，这仅仅只是个巧合吗？不，硝酸铵为植物提供氨肽氮肥，植物又经过一系列的化学反应把硝酸铵中的氨成功脱下来与其他物质合成供细胞使用的氨基酸，动物通过采食植物摄取养份其中就包括氨基，为自己补充了氨基，这就是动物获取氨基酸的主要途径。
十年前街上到处有卖硝酸铵化肥，不过现在国家禁售硝酸铵了，人们改用硫酸铵了，知道为什么国家要禁售这种化肥（硝酸铵）吗?其实硝酸铵也是一种炸药。一颗雷管和一包硝酸铵组合就变成了一包超级炸药包！以前农村修路就用这种炸药。方便，实惠，关键是威力还特别猛。以至于为了安全起见，国家不得不禁售这种化肥了。由于硝酸铵的这一特性可以进一步解释雷声的成因。
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