为什么氧气一定可以证明生命的存在？

这个问题和“开普勒任务”有关，目前为止（2010年10月11日），该项目已经发现了424枚系外行星并确定了它们环绕其他恒星的轨道。这值得一句“卧槽”和一分钟掌声。在古时候，不少文明就已经意识到了水星、金星、火星、木星和土星的存在。随着文明的发展，几千年过去后，在1781到1930年间，我们找到了四颗行星：天王星、谷神星、海王星和冥王星（它正在减速）。

1992年后，我们又找到了400多枚环绕着其他恒星的行星和七到几十颗不等的矮行星（具体数量取决于如何定义矮行星）。这件事也许和问题无关，但我觉得值得了解一下。

图解：矮行星，是具有行星级质量，但既不是行星，也不是卫星的天体。也就是说，它是直接环绕着恒星，并且自身的重力足以达成流体静力平衡的形状（通常是球体），但未能清除邻近轨道上的其它小天体和物质。

回到正题，由于测量方式的局限，目前为止，大多数发现的系外行星都比木星的体积大，它们与母恒星的轨道距离却比地球与太阳直接的距离近。开普勒任务的目标是找到与地球体积相近的行星，帮助我们探测外星生命（因为即使有生命存在于气体巨行星上，它也会因为过于陌生，让我们无从研究。）

而开普勒任务使用了与众不同的凌日法：当行星掠过母恒星前方时，恒星会因被遮挡消失一部分（如果在其他临近恒星上有人正在观察地球凌日的现象，太阳会消失约千分之一）。如果你非常非常努力地盯着观察，你甚至可以看到光穿过这些行星的大气层。接下来发现系外生命就需要依靠化学分析了。

如果观察太阳系里的其他行星，你会发现这些行星的共同之处：它们的大气层化学性质都很稳定，物质组成是其他气体、二氧化碳、氢气、氦气、甲烷，这些互不反应的物质除了自由扩散外什么也做不了。除了在地球上，你不能在任何地方点燃火焰。

然而氧气的稳定性却像个喝醉了的独轮车驾驶员，当你在宇宙中（我的意思是除了地球以外的地方）发现氧元素，它往往是以化合物的形式存在的（比如水和大理石）。游离态的氧气极易与周围物质反应。据估计，如果不做处理，大气层中的氧气会在几百年内被化学反应吸收殆尽，这些反应还不包括大火或者别的特殊情况。

现在已知的唯一会在空气中释放一定量的氧气的反应只有光合作用。所以，检测到其他行星大气层内的氧气，意味着存在能进行光合作用的生命。

图解：氧气：元素的混浊。它具有腐蚀性，会像疯子一样燃烧，并且通常具有反应性和不稳定性。

火星的大气层主要由二氧化碳组成，它的表面大气压约为600帕斯卡（0.087磅每平方英寸；6毫巴）。地球的平均海平面压强为101.3千帕，火星的表面压强仅为地球的0.6%。在奥林帕斯山上，压强可以低至30帕，而在希腊平原的最低处则高达1155帕。这样的压强远低于在无保护状态下人体的阿姆斯特朗极限。火星的匀质大气高度约为11.1千米，地球则只有8.5千米。

图解：由太空所见的火星稀薄且充满尘埃的红色大气层。左下方是阿尔及尔平原。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. askamathematician- Physicist-长尾山雀