新浪科技訊 北京時間12月1日消息，據國外媒體報道，磷化氫是一種神祕物質，有人稱它的氣味像大蒜，但多數人描述它是一種較噁心的物質，其氣味帶有腐爛魚的味道。此外，它具有爆炸性，在室溫下能在空氣中自燃，如果人們不慎吸入肺部，依據吸入劑量不同，要麼引起刺激反應和呼吸困難，要麼會抑制人體中樞神經系統，甚至導致死亡。

如果你不從事半導體制造業，沒有接觸過含有磷化氫的滅鼠藥，不瞭解化學武器的科學原理，那就很難掌握磷化氫的真實屬性。今年，科學家宣佈一項重大天文發現，聲稱在金星大氣層中發現磷化氫跡象，並推測它可能是由神祕生命體制造的。

磷化氫從化學武器變成潛在生命跡象的奇異變遷，主要歸功於美國麻省理工學院量子天體化學家克拉拉·蘇薩·席爾瓦（Clara Sousa-Silva）的努力，她花了10年時間深入研究磷化氫分子，她說：“磷化氫是一種可怕的分子，它在各個方面都表現得很‘骯髒’。”

今年9月份，科學家發現金星大氣層中存在磷化氫分子，他們排除了這些磷化氫來源於的地球的多種可能性，源於金星生命是剩下的幾種可能性之一，但潛在的問題是，我們對地球生命如何產生磷化氫知之甚少。

“陰影生態系統”能製造磷化氫

磷化氫是一種簡單的分子，是由一個磷和三個氫組成，但卻很難製造出來。磷和氫本來不是和諧相處的原子，它們不是一種自然的“夥伴關係”。在擁有大氣層的類地岩石行星上，磷化氫無法自然形成，還需要藉助其他因素，投入一定能量來分離氧氣和磷，這樣才能形成穩定的磷-氫配對結構。在某些情況下，這種額外能量來自於外部自然資源，例如：雷擊。

地球上的磷化氫存在於沼澤、土壤和淤泥之中，這些地方經常出現厭氧腐爛，細菌在缺氧的情況下會分解生物屍體，這些環境被稱爲“陰影生態系統”，遠離於我們熟知的喜氧生命系統。目前，科學家在南極土壤中也發現了磷，人們認爲南極企鵝糞便中的含磷化合物會逐漸減少，使用酶或者電子帶走氧氣，再通過細菌產生磷化氫。

人們對這些生態系統中爲何會產生磷化氫瞭解並不多，它不太可能是生物的排泄物質，因爲它的製造需要能量。這可能是生物的一種防禦機制，充分利用毒氣保護自己，另一種可能是它是一種信號物質，類似於某些樹木產生一種叫做異戊二烯的分子，作爲生物之間彼此交流的方式。席爾瓦說：“這樣做的生命願意犧牲能量，因爲與釋放水相比，它能產生一個明確的信號。”

生成磷化氫的第三種可能性頗富爭議——地球上的細菌可能製造磷化氫，這是以物易物交換經濟的一部分。細菌可以用磷交換其他營養物質，在它們的生態系統中存在不同物種，而細菌產生的磷化氫可能對於它們的全球循環中發揮某些重要作用，目前這一點亟待深入研究。

企鵝糞便

事實上，科學家並不清楚爲什麼地球生物製造磷化氫，以及它們製造磷化氫的真實目的。席爾瓦說：“我很想知道，但我們並不知道。”

我們不知道該謎團的原因很簡單，當談及地球生命類型時，人類傾向於選擇喜氧生物進行研究，而不是選擇厭氧生物。席爾瓦說：“因爲人類呼吸空氣中的氧氣，因此我們也傾向於選擇喜氧生物展開研究探索，這並不令人驚訝，但從一定意義上講，此類研究具有一定的片面性。”

據悉，上世紀80年代，科學家首次在沼澤中發現磷化氫，但直到2006年，關於企鵝糞便如何增大南極土壤磷化氫含量的研究報告才首次發佈。科學家之所以纔開始研究企鵝的糞便，是因爲全球氣溫升高意味着企鵝糞便更有可能融化，將其中的細菌釋放至南極土壤中。崑山杜克大學（中美合作）研究企鵝對磷酸鹽影響的專家曹煥盛指出，在全球氣候變化的影響下，企鵝數量及其微生物羣可能導致南極地區生物地球化學出現顯著變化。

磷化氫有毒，可作爲殺人毒劑

此外，地球上其餘的磷化氫是在實驗室裏產生的，研究人員通常將磷酸加熱至200攝氏度，與細菌不同，人類製造磷化氫的原因非常清晰，磷化氫可應用於半導體領域，它被用作摻雜劑來改變材料的導電性能。同時，磷化氫有毒，可殺死人，在第一次世界大戰中，磷化氫被用作化學武器，現今它被歸類於恐怖主義毒劑。

席爾瓦說：“磷化氫能夠以多種方式殺死人類等動物，但它僅針對於喜氧生命，因爲磷化氫能與氧氣相互作用，這就是爲什麼陰影生態系統中的生命會生成磷化氫，因爲它們並不依賴氧氣而生存。”

十年前，人們對太空環境中磷化氫的唯一瞭解是它存在於木星和土星，發現磷化氫存在於高層大氣，由於它僅能在這些行星較低大氣區域產生，所以它的存在可能是猛烈風暴將含有磷化氫的氣體吹至高層大氣。

之所以能在木星和土星這樣的巨行星發現磷化氫，是因爲它們的數量較多，而且該行星距離地球較近。天文學家對磷化氫的光譜特徵（即它們通過吸收特定波長的光線影響）僅是一個模糊概念，但是要在其他行星發現磷化氫，光譜信息是非常必要的，光譜技術是天文學家研究行星從恆星前面掠過時發出光的一種技術，甚至在我們的星球也能找到磷化氫跡象。

席爾瓦說：“如果某個恐怖組織製造了磷化氫，並樂於將其作爲毒劑，我們將無法遠程探測到該物質。目前我們應該高度重視該問題的嚴峻性，人類掌握着先進的科學技術，我們有能力檢測到大多數分子，至少是那些能夠殺死人類的毒劑分子！”（葉傾城）

磷化氫是“生物犧牲”的一種暗示

據悉，在席爾瓦攻讀博士期間，她花費4年時間對磷化氫分子指紋進行分類，這一工作爲可能發現金星磷化氫氣體奠定基礎，每一種氣體都能吸收特定波長的光，對應於分子內電子能量狀態的差異性，它們被稱爲“吸收線”。因爲當一道彩虹光穿過分子時，只有特定波長能被吸收，當它們出現時，會在光譜中留下一條黑線，對於磷化氫，席爾瓦計算出168億個可能存在的“吸收線”。

當席爾瓦研究磷化氫分子指紋時，開始思考磷化氫是否是一種潛在生命的跡象。她說：“我開始注意所有這些線索，意識到磷化氫可能是驗證生命存在的一個非常好的指示信息，我開始將磷化氫作爲生物犧牲的一種暗示，而犧牲是隻有生命才能做的事情，這是浪漫又富有悲劇色彩的。”

在對磷化氫潛在吸收光譜進行分類之後，接下來就是觀察它是否具有生命跡象或者生物特徵。該研究是從2006年着手展開的，但直到今年1月份才發表相關的研究報告。剛開始的時候，席爾瓦的研究工作被視爲一種“愚蠢行爲”，研究經費申請曾被拒絕。她說：“當時沒人關注磷化氫的研究項目，他們並不瞭解磷化氫，僅有少數人真正認識到磷化氫的重要性。”

沒有人在意磷化氫的存在，直到幾個月前，科學家在金星大氣中發現磷化氫，在席爾瓦分類的168億條吸收線中，僅有1條是在金星上發現的，這也是爲什麼許多人對金星磷化氫探測持懷疑態度的部分原因。她說：“你可以看出，從168億條吸收線中再發現一條是多麼重要。”

至於金星，它距離地球較近，我們不需要僅依靠光線勘測分析這顆星球，美國北卡羅萊納州立大學行星科學副教授保羅·伯恩（Paul Byrne）說：“最可靠的唯一方法是到達金星並在那裏進行測量。”目前，伯恩和其他天文學家仍對磷化氫作爲生物標誌的作用持懷疑態度，即使它被證實存在於金星大氣層。來自其他科學家的批評觀點促使原始論文作者重新分析他們的研究數據，隨後發現金星磷化氫的平均指數比他們之前估計的低7倍。

如果磷化氫是金星潛在生命的一種指示信號，那麼這些神祕生命與我們所瞭解的地球生命非常不同。更多地瞭解地球上形成磷化氫的細菌特性，將有助於構建一幅潛在外星生命的圖景，但目前科學家對此類研究的興趣和關注度並不高。

今年9月份，席爾瓦發表了一篇研究論文，宣稱在金星大氣中發現磷化氫，全球科學界開始注意到她用十年時間研究的這種分子。當她開始分析磷化氫的時候，這似乎是一個不明智的研究方向，她說：“這可能仍然是一個非常不明智的研究目標，但考慮到它可能存在於金星，將潛在着多種可能性，如果金星的確製造磷化氫，它作爲生命跡象的可能性非常小，我覺得這個賭注勝算較大。”