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Fw: 中研院學者新思考 地球生命起源可能來自外太空 發表人:duck

2004.08.26 中國時報
林志成/台北─加拿大電話專訪

過去五十年來,大多數科學家相信生命起源於地球。中央研究院天文及天文物理研究所籌備處主任郭新,在最新一期的《Nature(自然)》期刊發表論文指出,地球生命起源可能來自外太空的恆星,地球生命發展比科學家過去想像的要容易許多。

他也強調,生命可能普遍存在於銀河系中,其他星球應該也有生命存在,只是人類還未發現。

郭新是太空天文學及紅外線方面的專家,他在出任中研院天文所籌備處主任前,長期居住在加拿大,曾在一九九四年到二○○一年擔任國際天文聯合會(IAU)行星狀星雲工作群的主席,領導一個團隊觀測太空中有機物質。他最新發表「太陽系外的有機分子對地球生命起源的影響」,將在今日出刊的國際權威學術雜誌《自然》刊出。

自從一九五三年米勒─尤里實驗發表以來,大多數科學家均相信生命起源於地球。在早期特殊環境下,地球上的甲烷、氫、氨等無機分子自行合成了醣和氨基酸等有機分子,而這些有機分子便構成今日地球上各種生命形式的基礎。

但郭新提出了迥異於米勒─尤里實驗的思考模式,他找到明確證據,證實地球生命起源來自於外太空的恆星。郭新分析恆星演化後期各階段(紅巨星、原行星狀星雲與行星狀星雲)的紅外線光譜,發現具有脂肪族結構的有機小分子僅需數千年時間便能演化成複雜的芳香族大分子。而行星演化各階段有不同的紅外線光譜,便是恆星中發生化學合成的最直接證據。

在人類所處的太陽系有約二千億個恆星。郭新找的一些質量相近、但不同年紀的恆星,以掛在人造衛星上的望遠鏡或是哈伯太空望遠鏡進行觀察,分析它們各階段紅外線光譜,發現處於演化晚期的恆星確實會噴出有機分子,最後有些可能會落到地球上,成為地球生命的起源。

郭新強調,科學家對採集到的隕石與太空中的行星間微粒進行同位素分析,有直接證據顯示,恆星噴出的有機分子在太陽系外合成星塵後,先進入早期的太陽系中,然後才抵達地球表面。郭新表示,藉由紅外線光譜技術分析恆星演化證明,早期地球上即有外來的複雜有機分子。這表示太陽系外合成的有機分子,對地球生命起源可能扮演了重要角色。

恆星噴出的有機分子會掉到地球上,同樣也可能在其他星球上出現,會進一步發展出生命嗎?郭新說,這個推論是正確的,其他星球可能跟地球一樣早就有生命,只是還未被人類發現而已。

參考網址:http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v430/n7003/abs/nature02862_fs.html

發表時間:2004-08-26 15:02:41(10.0.4.35-3224) 回應:8 篇 人氣:4,337 人次

回應 1 回應人:duck 回應時間:2004-08-26 15:03:39(10.0.4.35-3225)

2004.08.26 中國時報
外力創生機?國內學者肯定
林志成/台北報導

中央研究院天文及天文物理研究所籌備處主任郭新說地球生命起源來自外太空。中央大學天文所教授孫維新表示,地球生命起源為何,長期以來有很多說法,郭新主任為地球生命起源找到新證據,確實是件可喜的事。不過他也認為,外太空有機分子如何飄到地球形成生命,是一個非常複雜的過程,有待科學家進一步解開其中謎團。

孫維新指出,不管是米勒-尤里實驗指生命起源於地球,或是郭新主任的地球生命起源來自外太空,兩者並不衝突,提供人類對同一件事不同的思考。他表示,過去就有科學家提出彗星、隕石都是地球生命起源的主要媒介,也在天文學界引起廣泛討論,但由於提出證據不多,最後大家就只能靜觀後續發展。

孫維新表示,如果恆星演化後期會噴出有機分子,那這些有機分子如何經過重重關卡飄到地球上來,將是一個非常複雜的過程。現在地球生命起源的理論都還只停留在「學說」階段,人類有必要發現更多證據來進一步佐證。

孫維新舉例說,在某個地方發生一件命案,警方到現場後開始進行調查,目擊者表示事發當時有人拿了一把槍在附近出現。警方根據線索,有理由將這個拿槍的人列為嫌犯之一,但這個人是不是凶手,需要更多證據來證明。

孫維新表示,目前關於地球生命起源的研究,處於已發現拿槍的人階段,但如果這個人真犯案,警方必須將他殺人過程調查清楚,才能將他定罪。他認為,科學家發現愈來愈多證據當然是件好事,但若說要真正找到地球生命起源,則還有很長的路要走。

回應 2 回應人:duck 回應時間:2004-08-26 15:04:22(10.0.4.35-3226)

2004.08.26 中國時報
米勒-尤里實驗 領風騷50年
林志成/特稿

地球生命起源到底為何?過去五十年來,以米勒-尤里實驗為理論基礎,主張生命起源於地球的那一派占上風。但是中央研究院天文及天文物理研究所籌備處主任郭新找到新證據,推測地球生命起源可能來自外太空恆星後,主張生命起源來自地球或外太空的兩派科學家,實力拉近,各擅勝場。

地球生命起源為何在上世紀一開始就有很大爭論,但因為當時科學家只是靠嘴巴說,提不出太多證據,所以很難分出高下。一九五三年芝加哥大學研究院二年級學生米勒(StanleyMiller)做的一個簡單實驗,讓認為生命起源於地球的這一派,過去五十年來一直居天文學主流地位;主張地球生命起源來自外太空這一派被比下去。

米勒當研究生時,跟著他的老師、諾貝爾獎得主尤里(Harold Urey)進行還原大氣下生命起源的實驗,有一天,他在一個燒瓶中加進了氨、甲烷、氫分子和水,在另一個燒瓶上裝有兩個高壓電擊,將兩個燒瓶組成一個循環系統,先把水燒開消毒數小時,然後閉合電門,讓閃電連擊氣體、紫外光連續照射一個星期。

實驗結果揭曉,百分之十到百分之十五的碳形成了有機分子,包括近百分之二的碳形成最簡單的兩類氨基酸-丙胺酸和甘胺酸。這項實驗實在太簡單,連高中生都會做,結果引來非常多質疑。不過米勒之後嘗試還原大氣成分的各類組合,但各類氨基酸還是層出不窮。米勒在老師尤里的支持下一戰成名,他的研究並登上國際權威的《科學》期刊。

米勒-尤里的研究說明,只要時間夠長,地球本身有充分條件,藉由本身有的一些簡單分子互相作用產生較大分子的有機物,包括蛋白質、醣類、脂質等重要化合物,然後慢慢演化出生命。米勒強化了生命起源於地球理論基礎,這一直到現在都還被廣為接受。

但事情可沒這麼簡單,一九七二年一顆隕石(默奇森隕石)墜落到澳大利亞,在上面發現七十四種氨基酸,其中五十五種可能源自外太空。現在郭新又提出新證據說外太空老恆星噴出的有機分子,可能是地球生命起源。主張地球生命起源來自外太空這一派,聲勢愈來愈強。

回應 3 回應人:duck 回應時間:2004-08-26 15:39:24(10.0.4.35-3229)

"平衡報導": 米勒-猶瑞的實驗前提有問題?
節錄自 "珍稀地球" p.108-109, 貓頭鷹出版.

生命在 "何處" 形成? ...地球上的生命是在何種物理環境中產生的呢?...

最早的理論模式是由達爾文所提出, 該論點也是最著名且最為人所深信的. 他在給友人的信中提到: 生命起源於某種 "受日照而溫暖的淺水塘" 之中... 二十世紀初期, 其他科學家如荷登和歐帕林也同意達爾文的論點, 並發展此概念. 他們各自假設早期地球有 "還原" 的大氣 (所產生之化學反應與氧化相反; 在此環境中, 鐵不會生). 當時的大氣可能充滿了產生胺基酸的基本化學物質, 亦即甲烷與氨, 因此形成標準的 "原味湯"; 原始生命便是在其中的淺水域裡形成. 1950, 60年代, 人類已相信只要加上水和能量, 在早期地球大氣中, 胺基酸就能發生無機合成作用, 就像是米勒-猶瑞的著名實驗一樣...

然而在我們更了解地球早期環境的特質後, 平靜的水塘或潮池就愈來愈不可能是生命起源之所, 甚至根本不存在於當時地表上!... 地球及其他類地行星的撞積過程, 會令整個世界的環境在剛形成時極為惡劣而有害, 與早期科學家所想像的宜人水塘與潮池大相逕庭! 行星科學家多認為原始大氣的主要成分為二氧化碳, 而非氨與甲烷, 整個環境可能不利於地表上有機分子的合成作用. 由此看來, 小行星, 彗星雨帶來生命基本化合物的說法似乎較為合理.

回應 4 回應人:GIDIN 回應時間:2004-08-26 22:57:03(220.135.100.17-3234)

就有機化學的合成來看
兩個物質的反應
我門一般會看到反應式這麼寫
A+B-->C
但事實上不是這樣
單就兩個化合物的反應
可能產生上百甚至上千種物質
上述的化學式 只是描述主要產物
甚至只是為了方便教學
才這樣簡單寫出一個式子
這上百上千種產物 甚至無法用現代儀器偵測
因為含量太低
但是單就兩種化合物可以衍生上千種物質
如果是上萬種物質混合反應
那變化就難以計算
米勒-猶瑞的實驗 在一個星期內
得到這樣的結果 應該說很正常
可以證明氨基酸可以在簡單環境下即可生成
甚至短鏈氨基酸
如果歷經上好幾億年的反應
會讓物質變得複雜 甚至DNA
都是可以預期的
DNA的結構 甚至可以說是"本應如此"
如果我門用強制的方法 把DNA兩股分開
把這分開的兩股放到一個容器
這兩股DNA遲早會互相碰觸
並且合併成為原來的DNA
恢復雙螺旋結構
這代表的意思是
這種結構 本來就是"自然會形成的穩定結構"
混亂的氨基酸 最後會變成這樣的穩定結構
事實上是很有信服力
只是難以做這樣的萬年實驗
所以 只要有氨基酸存在
單個安基酸變成兩個
兩個變成短鏈 進而變成長鏈
這是可以預期的
就算外星來的氨基酸
也只是讓地球多添了一點點點點點的氨基酸
除非能發現外星掉下來的是DNA
或是掉下一個病毒
不然光是從隕石上發現幾隻氨基酸
從這一點推論地球生命來自太空
似乎稍嫌薄弱了一點
畢竟實驗室環境7天就可以創造氨基酸
光是隕石上的氨基酸不足以說明什麼
想必要有更直接的證據
方可以推論生命可能來自外星

回應 5 回應人:=睿狗= 回應時間:2004-08-27 18:03:09(220.137.67.231-3239)

哇~
第一次聽到這樣的看法
有些好像已經是固定答案問題也值得我們換個角度去懷疑思考

回應 6 回應人:duck 回應時間:2004-08-28 04:51:27(211.74.13.184-3248)

問題是: DNA 是不耐高溫的! RNA 則好一點. 在地球形成初期的極惡劣環境下, 它們是否能單獨地在當時環境中 "本應如此"? 其實是大打問號的!!!

回應 7 回應人:GIDIN 回應時間:2004-08-28 22:08:19(220.135.100.17-3253)

高溫時期的地球
當然有機物質不易形成大分子
這些大分子 也是地球冷卻到一定程度後才會出現
"本應如此"的意思
是指物質本身會趨向於最穩定狀態存在
就像是球會停留在最低的地方
反推回去 DNA的存留
代表著最穩定的物質
所以存留到今日
或許該說 地球這樣的環境
如果放在實驗室中
歷經幾億年後
就是DNA會存在
才會說 "本應如此"

回應 8 回應人:童錫鈺 回應時間:2004-08-29 03:16:28(61.226.2.106-3260)

原始地球也是隕石撞擊而成,就是生命物質由隕石帶來,也是宇宙在無數歲月必然的結果,雖然或然率很低,畢竟生命也是蓋亞理論的一部分.

回應 9 回應人:duck 回應時間:2004-09-08 13:39:15(10.0.4.35-3313)

淤泥入庫 暴雨讓濫墾現形
∼中國時報930908焦點新聞

 楊宗灝、鄭滄杰、楊國泓/大溪報導 「艾利颱風過境,在石門水庫上游集水區降下大雨,並誘發大量山崩。根據中央大學太空遙測中心SPOT影像顯示,颱風過後,復興山區大範圍崩塌面積增加二九五公頃,並夾帶兩千萬立方公尺淤泥進入石門水庫,是直接導致桃園大停水主因。」中大應用地質研究所李錫堤教授說。

 大範圍土石崩塌 停水主因

 大範圍土石崩落原因究竟為何,各方說法不一。有人認為復興鄉近年來果園、民宿紛紛成立,是破壞水土保持直接兇手;也有人將山老鼠當做濫墾元兇。眾說紛紜,結論只有一個,就是石門水庫上游集水區水土保持出現重大危機。

 根據中央氣象局統計,艾利颱風在石門水庫 上游集水區下最大雨量測站是高義,雨量六○ 六毫米,翡翠水庫集水區內最大雨量測站在福山,雨量八八一毫米,二者相差不大。而翡翠 水庫濁度在颱風過後一、兩天內就恢復,反觀石門水庫則因水質混濁而長時間停止供水,由此可知石門水庫集水區濫墾、盜伐情形嚴重性。

 由直升機鳥瞰艾利過後的復興山區,舉目所見都是光禿禿的大片山林。受災最深的後山三光、華陵等部落,大量土石坍方不僅毀損道路,豪雨也沖刷山坡地土方,造成漂流木、淤泥進入大漢溪,最後都匯集至石門水庫。

 有開發就有破壞 水土難保

 有開發的地方,就有破壞問題,不但石門水庫有這個問題,位於新店溪上游的南勢溪山區開發漸增,水土保持也受到影響。近年來每當颱風大雨過後,南勢溪溪水濁度驟升,上游為翡翠水庫的北勢溪原水則較清澈,二溪匯流處清濁分明,有些民眾甚至以「陰陽海」形容。翡翠水庫管理局警告,若南勢溪水土保持持續惡化,也恐將威脅下游用水。

 從南勢溪上游烏來地區,溫泉旅館一間間開張,可略窺一二。翡管局警告,南勢溪水土保持近年來持續惡化,山區開發也愈來愈多,造成只要遇上大雨,溪水濁度便不斷攀升。翡翠 水庫為了將濁度維持在淨水場可處理範圍內,不得不放流較清澈的原水,稀釋南勢溪濁度。若未來情況再惡化,甚至可能威脅下游用水,屆時石門水庫原水濁度過高、桃園等地被迫斷水的悲劇恐將在台北市重演。

 挽救集水區崩塌 多頭馬車

 台北自來水事業處生產科科長陳曼莉指出,民國八十九年,碧利斯、象神前後襲台,帶來充沛雨量,當時南勢溪濁度最高升至一千六百NTU。此次艾利颱風過境,降雨雖不比納莉大,但南勢溪溪水濁度卻一度飆高至七千NTU,顯示南勢溪集水區崩塌持續惡化。

 在大漢溪上游七六三平方公里的集水面積中,石門水庫管理中心每年斥資一億五千萬元,進行主河道兩旁邊坡水土保持工作。其餘山坡地保育區及國有林班地,由於負責單位太多,能否落實水土保持工作,令人相當懷疑。

 復興鄉長林誠榮也替民眾叫屈。他說,目前相關水土保持問題都將矛頭指向果園、民宿濫建,並不公平。

 在匯入石門水庫的漂流物中,絕大多數都是大小浮木。有的浮木裂開處相當明顯,一看就是老齡木承受不住颱風威力,斷裂後隨大水流入溪中。至於其他切口、樹體平整大木,不禁令人懷疑出自何處?

 山老鼠折磨生態 頭號殺手

 山老鼠對集水區造成的生態浩劫,恐怕才是水土保持的頭號殺手。大雨過後,成群山老鼠便將早已砍伐好的檜木、肖楠整批丟入大漢溪中,利用大水暴漲之際暗渡陳倉。

 復興居民指出,盜木集團除了走水路,平時也利用當地盛產綠竹,包覆原木後夾帶闖關。每年復興鄉被盜伐樹木難以估計;部分高經濟價值木種,更是逐年稀少。長久下來,只要大雨沖刷,盜伐區便成了土石流代名詞。

 「任何堅固的生態工法,也抵擋不住驟降大雨,更何況復興山區出現的是近四十年來最大雨量。」中央大學土木工程學系系主任吳瑞賢說。

 樹種選種及疏伐動作也是維持山區水土保持重要項目。復興山區近年來少見相關工作推行,加上林務局造林政策誘因不足,導致水保進度裹足不前。

 吳瑞賢說,如果把破壞水保直接兇手歸咎於山區突降大雨,這樣的說法當然成立;但相關配套措施能否落實,才是避免維護水土保持的重要工作。

 驟降大雨擋不住 凸顯走山

 李錫堤認為,往後當局應注意集水區崩塌地相關整治,配合石門水庫管理中心進行上游攔砂壩疏濬整治,才能有效做好集水區水土保持。

 水庫管理中心主任簡昭群說,水庫上游集水區整治可分為農地水土保持及崩坍地整治兩大部分。本次因雨量過大造成崩塌,突顯水土保持之外的走山問題。

 由於石門水庫集水區管理機關為桃園、新竹縣政府,根據中央大學太空及遙測中心崩塌數據顯示,在二九五公頃崩塌面積中,桃園縣復興鄉僅八十四點七公頃,新竹縣尖石、五峰鄉合計約有兩百一十公頃。未來如何協調跨縣市水土保持計畫,才是根治水庫上游集水區土石崩落最好辦法。

本篇討論主題不再接受回應

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