太阳系内有颗“水球”,水量远超地球,或许存在超级生命

人类的身体是由肉和骨头组成的,所以不是很结实,其中最关键的就是骨头不结实。

像超人、绿巨人浩克那样的无损肉体,也只有在科幻中才会出现。

电影《功夫》里面周星星被火云邪神爆锤了一顿,全身骨骼尽碎,完全是靠主角光环才恢复的。

即使义和团的金钟、罩铁布衫仍然挡不住子弹。所以,虽然后天的功夫很重要,但是先天的组成更加重要。

如果要成为一种超级生命,拥有极其坚固的骨骼是非常关键的。

●阿凡达的世界,拥有碳纤维骨骼,这要怎样才能长出来?

人类的骨头组成的成分里面35%左右是有机物,另外的65%左右是磷酸钙和极少量的碳酸钙。这些物质决定了骨骼的强度。

如果说磷酸钙换上纯的金属,比如说钛或者是钢,那骨头就会硬的很多。

为什么生命不会用这些东西来建造自己的肉体呢?这里有一个很大的原因,磷酸钙和碳酸钙都是微溶于水的。

水对于生命的重要意义,不仅在于水本身会参与某些化学反应,而且水本身是生命物质的运载体以及溶剂,所有参与生命活动的化学物质都要溶在水中,才能够完成自己的功能。

人体在子宫里漂浮时,正在发育的身体才刚刚开始成形,未来能够形成骨骼的种子~软骨,就开始出现了。软骨是一种组织,它不像骨骼那么坚硬,但更具弹性,在某些方面,更具功能性。

胎儿在子宫内的发育后期,大量软骨开始转化为骨骼,这个过程称为骨化。当骨化发生时,软骨开始钙化。

一层层的钙和磷酸盐开始积聚在软骨细胞上。这些被矿物质包围的细胞会死亡。这会在即将形成的软骨中留下小的分离区,微小的血管生长到这些空腔中。称为“成骨细胞”的特殊细胞开始通过这些血管进入发育中的骨骼。这些细胞产生一种由胶原纤维组成的物质,它们也有助于钙的收集,钙沿着这种纤维物质沉积,最终形成骨骼。

骨骼的主要成分是磷酸钙,而不是碳酸钙,就是因为磷酸钙在水中的溶解度比碳酸钙高1.5倍。

碳酸钙的溶解度为14毫克/升,磷酸钙溶解度为20 毫克/升。

这也意味着磷酸钙组成的骨骼的生长速度,比碳酸钙组成的骨骼效率高1.5倍。

也正因为钛和铁这种金属没有办法在水中溶解,所以没有办法被细胞当成建筑骨骼的材料。

当然我们谈论的这个无法溶解,只是在常温常压下,在某些特殊的条件下,很多难溶于水的物质都可以溶解在水中。生命利用这些难溶解在水中的物质来构建生命,就会呈现出超级形态。

在人类没有进入深海之前,我们认为生命的形态不过如此,生活在20度左右的气温中,承受着一个大气压的压力。

在几千米的海底,压力高达几百个大气压,沿着地壳的裂缝爬升到海底的岩浆加热海水,形成海底喷流热液,这些热液以及附近的海水都是超临界水。

在这样的水里也生活着虾和蟹,以及一种著名的蜗牛:鳞角腹足蜗牛。

在373°C和220大气压下,水蒸气的密度和水的密度是一样的,这时候水就会变成第4种形态(其他三种形态为固态,液态和气态),成为所谓的超临界水。

超临界水具有很高的化学活性,能够溶解大量的氧以及一些难以溶解的物质。

所以,鳞角腹足蜗牛可以用硫化铁和四氧化三铁作为身体的建筑材料。它的外壳一共有三层,最外层是硫化铁,中间层是有机质,内层为钙化层。

这些生命没有演化成更高级的形式,因为它们生活的范围非常小,只局限在海底彼此孤立的热液喷口,每个热泉的面积只有几个到几十个平方。

假如有一个极其广阔的超临界水环境,很有可能演化出体型庞大的超级生物。

在外星就有这样一个地方,这就是木卫2,又叫欧罗巴。

木卫2由冰的外壳和岩石星核组成,直径3138公里,冰壳的厚度达到了100公里以上,如果化成水,将是地球海洋水量的两倍。

科学家认为,欧罗巴很可能有一个小的金属内核,而这个小的金属核含有放射性物质,衰变会放出热量。这些热量会加热岩石,形成火山。

所以在欧罗巴的冰壳下面,很可能有一个深达50公里的液态海洋。这些水从冰壳的裂隙喷射出羽状的喷泉,高度可以高达200多公里。

在木卫二的海洋里,水的压力可以高达数千个大气压,可能会有温度超过1000度的超临界水。一般的情况下,物体的温度达到500度就会发出暗红色的光,达到1000度就会发出白光。

所以,在欧罗巴的海洋里很可能不会是漆黑一片,有光就会有光合作用的植物,它们会生产出氧气。

有氧气有水,生命就可以繁殖。在欧罗巴内部极度的高压环境下,生命很可能演化出像深海蜗牛那样的钢铁骨骼盔甲,呈现出前所未有的超级形态。

那么生命到底能够忍受的极限温度是多少呢?这个就要从组成生命的蛋白质的结构讲起。

组成我们生命的蛋白质,不仅仅是一长串的氨基酸分子链,而且它在空间上要折叠成一定的形态才能够完成生命的功能,这被称为蛋白质的空间构象。

如果这种折叠发生错误,蛋白质就会变的有害。朊病毒就是因为蛋白质折叠错误而产生的。

让蛋白质的空间结构折叠锁定的,是一种被称为氢键的分子间力。

我们的皮肤、肌肉之所以是连续的,就是靠着氢键链接。

在一个大气压下,大部分氢键会在水沸腾的温度,也就是100度左右附近断裂。在高压下氢键能够忍受更高的温度。

氢键的长度和强度对温度和压力非常敏感。温度和压力敏感性是由于氢键很弱,键的内能对键强度很重要,平衡键距是由热力学和量子力学相结合控制的。

氢键能够存在的温度上限,就是生命理论上存在的温度极限,这个温度为530度。

也就是说在木卫2广阔的海洋内部,理论上存在着一种用金属做骨骼,浑身发着暗红色光芒的生命体。

这种生命体远远看过去,就像着了火一样。你们说这算不算超级生命?

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