(共53张PPT)
探索地球外的生命
生物
人教版八年级(下)
课题
学科
年级
生命的诞生和演化
在太阳系之内,在银河系的千亿颗恒星周围,在银河系外的茫茫宇宙之中,难道就再也找不到其它生命乃至文明了吗?
“这个问题无论给出肯定或否定的答案都会令人惊异!”
寻找地外生命
屡遭挫折,百折不饶
一、寻找太阳系内的生命
二、地外生命存在可能性的探讨
三、飞碟之谜
四、搜寻地外智慧生命(SETI)
地球诞生于46亿年之前,诞生时温度较高,大气中的没有氧气。
几亿年后,逐渐冷却,形成地壳;大气中的水汽凝结变为雨水,形成海洋;变成了氧气和氮气;变成适于生命诞生和存活的星球。
一、寻找太阳系内的生命
1,人类的家园――地球
地球表面70.8%的海洋使它成为美丽的“蓝色水球”
地球离太阳距离适中,阳光适中,不太冷,不太热,为各种生命的存活提供了基本条件。其它行星都不具备这个条件。
地球质量适中,能够维持住
海洋和大气层。
水是生命孕育和发展的必要
条件,地球上的水资源十分丰
富,地球引力阻止了水蒸气逃
离地球。
我们为什么恰好生活在
这样一颗星球?
2,地球生命
大约在36亿年前,地球上开始出现生命,先在海洋里,然后到陆地,先是低级的,然后发展到高级;
6亿年前,三叶虫有了完整生命;
30亿年前出现单细胞生命;6亿年前出现无脊椎动物;4亿年前生物开始登陆;200万年前出现人类;5000年前开始人类文明。
生命的孕育需要非常苛刻的条件!
需要非常长的时间!
地球型生命存在的5个条件
1)合适的温度;
2)液态的水,或相当于水的某种液体。既是生物体的必要组成部分,也是各种生物化学反应的必要介质。若是固体,反应的几率很低。
3)适宜的大气层,防止宇宙线和陨石的侵害,保护水资源。导致生命起源的多种天然有机化合物,需要在大气中通过紫外线照射和电火花才能合成。
4)足够长的时间。生命的发生过程是非常缓
慢的。地球上最早的生命发生在地壳诞生后
10亿年,到现在已有几十亿年的时间。
5)必要的有机物的化学元素,如氢、碳、
氮、氧、铁等。宇宙诞生初期缺少这些元素,
所以生命形成也需在宇宙诞生相当长时间之
后才能发生。
太阳系的空间探测没有发现其它行星和卫星有肉眼可见的动植物。
3,寻找太阳系内的生命
金星是离我们最近的行星,虽然它与水星相比离太阳更远,但它表面温度却更高。金星温度高达摄氏450度,表面压力为90个大气压。云层的主要成分是硫酸的浓缩溶液及少量的盐酸和氢氟酸。很难有生命存在
。
水星是所有行星中表面温差最大的,向阳面的温度最高时可达连锡和铅都会熔化的摄氏430度。但背阳面的温度可降到摄氏零下160度。很难有生命存在。
水星
火星
火星上没有肉眼可见的动植物,更没有像人类一样的智能动物。火星人、火星运河、火星人发射人造卫星等,已经被证实不存在。
木星
、
土星、
天王星、
海王星
的大气主要是由液态的甲烷、氢和氨构成的。从现在探索的结果来看,存在生命的可能性微乎其微。
退而研究行星和卫星的环境,如有没有水、大气及其成分等。
凤凰号在火星北极发现液态水。
土星的第六个卫星,木星的第二个卫星被探有液态水海洋,认为具有地球类似的演化历史,可能孕育生命。
在太阳系行星及卫星上寻找水和大气
2013年12月公布的探测资料表明,火星上存在已干涸远古湖泊,或有生命出现证据。
火星
站在火星上,你会感觉它与地球上有些相似。
那里,白天有明亮的天空、薄云、朝露和轻微的霜冻,但它要比地球上冷得多
机遇号拍摄的火星表面存在水冲刷的痕迹
一些科学家认为,从火星上一块山石中发现的菌状体,表明那里可能存在着生物。
木星
九大行星中最大的行星,有固体核心和
氢氦等构成的大气,有光环。
木卫二
木星的卫星木卫二也被科学家认为可能孕育外星生命体,其主要原因来自于木卫二潜在存在着水和火山活动性。虽然其表面处于冰冻状态,但是许多科学家猜测其表面之下是液态海洋。木卫二表面上的火山活跃性提供了生命存在的热量,这一点如同活有机物所必要的化学物质一样重要,科学家认为微生物很可能存活于木卫二热液口附近,这一特征就如同地球类似的热液环境。
木卫二上的“喷泉”美国宇航局(NASA)的哈勃空间望远镜在木卫二的南极地区发现了可能高达200千米的间歇性喷泉
间约7小时
木卫二的
冰缝
木卫二会有生命存在吗???
一切需要我们的科学探索
研究人员表示,木卫二的冰层下方可能还存在更多其它未被发现的湖泊。考虑到这些冰下湖的上覆冰层在某些地区可能比较薄,厚度仅有数十米,这就为未来探寻这些湖泊中潜在的生命迹象提供了很大的便利。奥斯丁德州大学地球物理学院高级研究科学家唐·布兰肯谢普:“这种较小的冰层厚度可能意味着未来或许将有更多的机会可以在这里着陆,并获得来自这些冰下湖的沉积取样用以研究。我们将不用再面对深达数十公里的钻探深度,这将增加我们在未来登陆木卫二并展开钻探工作的热情”
土星
“惠更斯”探土卫六
“惠更斯”探测器于2005年1月14日到达泰坦
的表面。发回第一批350多幅照片。
证实关于土卫六上具有甲烷河流的猜想;
大气浓度约是地球大气的1.5倍;
最上面是一层薄薄的岩石外壳;
底部有侵蚀的痕迹,曾遭到过河流的冲刷;
时速为
24千米的风存在;
非常类似于46亿年前的早期地球。
土卫二
土卫二是土星第6大卫星,它被称为太阳系最有可能孕育生命的卫星,这是因为其表面具有适宜的温度,很可能存在液态水和简单的有机分子。科学家认为土卫二的冰冷表面99%是由冰水物质构成,其表面之下很可能存在着液态水。2005年,“卡西尼”太空探测器飞越土卫二时的勘测资料显示其表面存在着碳、氢、氮和氧气,这些有机物质被认为是孕育生命的必要元素。此外,土卫二还具有一个沸腾的熔化岩石内核,为孕育生命体提供适宜的环境温度。
1、宇宙中的有机分子
生命进化:由低级生物进化到高级生命;由无生命物质转化为生命物质。
射电观测发现来自银河系内外的星际分子共100多种,构成地球生物的基本元素在宇宙空间的各个方向都有。
星际分子大多数由氢、氧、碳、氮、硫、硅6种元素组成。前4种元素是组成生命单元细胞的蛋白质和DNA的最基本的元素。
二,地外生命存在可能性的探讨
星际空间有大量有机分子,
说明构成生命的基本物质到处
可见。
发现这些构成生命的基本物质并不等于发现了地球之外的生命。因为生命的存在和发展需要适宜的外界自然环境,如适宜的温度、液态水、大气、光和热等。
看着我们太阳系内荒凉的行星兄弟们,我们只有。。
回忆:太阳系是怎样一个星系?
太阳系在宇宙中是唯一的吗?
太阳系是以太阳这颗恒星为中心的,由行星、卫星、矮行星、小天体(包含小行星、彗星)等组成的一个天体系统。
我们观察到的天空中的星星大多数也是和太阳一样发光发热的恒星,它们有的也会组成类似太阳系一样的天体系统。
在观星过程中,我们看到的天空中闪亮的银河光带,实际是由许许多多的恒星组成的一个恒星集团,被人们称为银河系。
侧视银河系
太阳系
距银河系中心
3万光年
直径达10万光年
银河系大约由1000亿~2000亿颗恒星组成。银河系中与地球环境条件类似的行星可能多达200颗,有54颗极有可能存在外星生命的“可居住区”。
人们发现银河系以外还有类似银河系一样庞大的恒星集团。比如:仙女座星系、猎犬座星系,目前人类已经发现了超过100亿个河外星系。由此可见:在遥远的太空存在着生命是完全可能的。
河外星系
如果有众多的文明星球,可能有比我们的科学技术更先进的。他们有能力与地球人类联系,可能乘坐“飞碟”来地球。
“飞碟”是人们发现的一些在空中飞行的形似碟子一样的不明飞行物(UFO)。最初报导在1974年,有几个直径有30多米,碟子形状的怪物在天上飞行。
甚至有人宣称看到了“宇宙人”、“曾被宇宙人抓去”等等。
三、飞碟之谜
1974年11月17日丹麦人
劳尔森拍摄的不明飞行物照
片(左图)。
研究表明,许多不明飞行物为气象气球、
陨星、行星以及飞机着陆时的指示灯,及某
些气象现象。有些飞碟现象是由电离了的空
气所形成的明亮的等离子体组成,它们是电
晕放电造成的。有些关于飞碟的报道则是有
意编造出来的骗局。
UFO
(Unidentified
Flying
Object)
:原意为不明飞行物,
现俗称飞碟。
95%以上肯定不是“外星人”飞船!
“外星人”(Extra-Terrestria
Intelligence
l)
是人类对地球以外智慧生物的统称
。
四,搜寻地外智慧生命(SETI)
国际宇航科学院成立了“搜寻地外智慧生命”
的专门的委员会,把搜寻地外智
慧生命有关的各种活动纳入了科
学的轨道。简称SETI。
1959先驱性的论文:德雷克提
出在1420兆赫附近搜寻地外文明
的建议,得到了强烈的反映。成
为SETI科学的第一块里程碑。
1960年奥兹玛计划是第一次有计划地搜寻
地外文明。使用美国国立射电天文台25米射
电望远镜,在21厘米波段,对两颗最可能存
在智能生物的波江座ε星和鲸鱼座γ星作了
监测,累计达200小时,没有检测到外星人发
来的信号。
1奥兹玛计划
第二期奥兹玛计划
改用两台口径较大的射电望远镜,仍在21厘米
波段上,对660颗离我们较近的类太阳恒星进行
监测,也没有得到结果。
“高分辨率微波巡视”计划
改用阿雷西博305米的射电望远镜,对100光年
以内的800-1000颗类太阳恒星进行监测,结果还
是一无所获。
美国位于波多黎哥的305米射电望远镜于1974年向距离我们2.5万光年之遥的武仙座球状星团M13发射了“数码电报”
如有“回信”,也需5万年后才能收到!!
武仙座球状星团M13
距离2.5万光年
射电望远镜
射电望远镜可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。2012年10月28日,亚洲最大的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成。这台射电望远镜的排名亚洲第一、世界第四,能够观测100多亿光年以外的天体。
目前,载人星际航行不可能。恒星遥远、生命有限和飞船的速度和燃料限制等;
不载人飞船可以离开太阳系,20世纪70年代美国在“先驱者”10号、11号探测器携带一封向宇宙人致意的信件。信写在铝板上,几亿年也不会变形和变质。
“旅行者”1号和2号带着可以播放两个小时的关于“地球之音”的唱片。唱片是用喷金的铜制成的,经久不坏。
2,拜访地外文明社会
人类为探索外星文明已在向外层空间发送的许多的探测器上放置了“地球请柬”,最著名的是旅行者(Voyager)
1,2号、先驱者(Pioneer)
10,11号
。
铜质磁盘唱片,内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐,旨在向“外星人”表达人类的问候。唱片有12英寸厚,镀金表面,内藏留声机针。
“旅行者”一号携带的信息
3,展望未来
万里长征的第一步。进一步探索重点是搜寻“适宜居住的行星”和“有生命存在信息的行星”。这需要在观测上有一个革命性的转变。
将来的望远镜可发现太阳系外行星大气的化学成分,获得某些生命迹象。如可能发现二氧化碳、臭氧和水的谱线,可以探测行星上存在大气层,氧和海洋等等。
4、最新发现
2007年4月24日,欧洲不同国家的11位天文学家称,他们发现了太阳系外的“宜居行星”
欧洲南方天文台位于智利拉西拉地区的天文望远镜观测发现的
名称定为Gliese
581C;
它围绕运行的恒星是一个红矮星;
位于南半天球的天秤星座内
距离太阳系20.5光年(193万亿公里)
为什么说它是宜居的?
行星体积约是地球的1.5倍(目前为止发现的太阳系外最小的行星)
质量是地球的5倍(重力为地球的1.6倍)
与恒星之间的距离是地球与太阳距离的大约15分之一,绕恒星一周的时间为13天
推测有大气层存在,但是其厚度和化学成分构成还无法知晓
表面温度可能在0—40
摄氏度之间
很可能有岩石内核和液态水(存在很大的争论)
没有发现其有自转现象
目前为止人类找到的最可能宜居的星球
思考和复习题
1.为什么太阳系中只有地球上生机勃勃?
2.人类已经有哪些搜索“地外文明”的活动?有无意义?
课外作业:设计一张向外星人介绍地球情况的信息卡