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地球为什么能够适合生命存在

2019-10-21 来源:自集趣事网

地球为什么能够适合生命存在

这张地球的复合图片拍摄于2012年4月。

凤凰科技讯北京时间10月22日消息美国太空网报道,最新消息称发现了一个距离我们最近的某恒星系统存在一个质量与地球相当的行星。虽然这个新行星大小可能与地球相当,但研究人员表示这个星球几乎肯定是不毛之地。天文学家在类似太阳的半人马座A星附近发现了这个外星世界,该行星属于一个三恒星系统,距离我们的太阳系只有4.3光年。这个名为半人马座阿尔法星Bb的行星质量与地球相当,但它炙热的地表很可能被熔岩覆盖——它距离自己恒星相当近,大约是地球距离太阳的1/25.

“我们非常肯定这个星球不存在生命。”美国麻省理工学院的行星科学家莎拉·西格(SaraSeager)这样说道。那么到底是什么使得地球如此特殊,适合生命形式的存在。科学家认为存在几个生命存在的关键因素——但关于什么是生命的极限则存在诸多争论,即使地球也存在很多生存在极端环境的奇特生物。以下总结了几点地球生命得以生存的要素(可能同样适用于其它星球上的外星生命)

地球为什么能够适合生命存在

艺术家的概念图显示新发现的行星半人马座阿尔法星Bb,它位于距离地球4.3光年的三星系统

“首先,你需要某种液体,分子能够在此发生反应。”西格说道。在这样的液体里,生命的成分,比如DNA和蛋白质,能够到处游动相互作用,以进行生命存在所需要的各种反应。在地球上这种最常见的液体溶剂就是水。水是非常好的溶剂,能够溶解很多物质,与其它液体不同的是,它即使冷冻时也能够漂浮,这意味着冰能够隔离下面的液体,以阻止进一步的结冻。如果水在冰冻时会下沉,这将会导致另一层的水继续冰冻下沉,最终所有的水都会结冰,导致化学反应几乎不可能发生。

天文学家在找寻外星生命时,搜寻的对象几乎都处在恒星的可居住区——它们的轨道距离恰好合适,液态水能够在地表存在。地球就恰好位于太阳的可居住区内,而火星和金星则位于该区域之外。倘若地球轨道再远一点,生命可能永远不会存在,而地球也将变成火星那样的贫瘠沙漠,或者金星那样的多云火炉。

近些年来,天体生物学家建议在传统的可居住区外找寻线索。比如,液态水可能目前不存在火星或者金星地表,但在过去某个时间它可能存在,而生命可能在那个时期进化,然后转移到该星球更为安全的地方,比如地下,或者适应了这些恶劣的化境,类似于地球上的极端微生物有机体。

此外,其它溶剂可能也能适合生命存在,“比如土星的卫星土卫六存在液态甲烷和乙烷。”西格说道。

能量

其次,生命需要能量,没有了能量,一切几乎都不可能发生。最明显的能量来源是行星或者卫星的恒星,以地球为例,太阳光促进了植物的光合作用。化合作用产生的营养可以被地球上的生命直接或者间接的用作燃料。

即便如此,地球上还有无数有机物依赖其它类型的能量源,诸如深海火山口的化学物质。

时间

科学家认为,可居住行星的恒星至少需要存在几十亿年,拥有充足的时间让生命进化,地球就是一个很好的例子。有的恒星在存在了几百万年后就死去。“但生命的进化速度也可以非常快,因此时间也不是那么重要。”美国宾夕法尼亚州立大学的天体生物学家吉姆·卡斯滕(JimKasting)这样说道。

例如,地球大约46亿年老,已知最早的有机物首次出现在地球的时间是35亿年前,这意味着生命至少进化了11亿年。然而更复杂的生命形式进化时间也相对更长——第一个多细胞动物直到6亿年前才出现。由于我们的太阳存在时间相对较长,更高级的生命形式,包括人类,才有足够的时间进化。

回收

其它研究人员认为板块构造也是星球能够支持生命存在的重要因素,板块构造是指行星的外壳分成好几个持续移动的板块。“人们认为板块构造至关重要,因为它关系到生命所需分子的回收。”西格说道。

例如二氧化碳能够吸收太阳的热以保持地球温度适宜。这种气体随着时间的推移会困在岩石里,这意味着地球最终将会冻结。但板块构造保证了这种岩石会向地下沉积,直到被熔化,这种熔岩最终将会通过火山爆发的形式将二氧化碳释放回大气层。#p#分页标题#e#

“板块构造非常重要但不一定是必须的,”卡斯滕这样说道。西格对此表示赞同,认为“火山活动也许能够提供生命所需的足够的新鲜补给。”

其它特征

关于地球为何适合生命存在的其它因素包括:与其它更不稳定的恒星相比,太阳的辐射较为稳定;地球存在磁场能够保护生命不受到太阳发出的任何形式的带电粒子风暴。“人们仍在不断地思考这些因素以及它们的重要性,”西格说道,“我们尽量以开放的眼光和视野看待问题。我们想要知道灰色区域是否也可能适合生命存在。”

由于众多因素的结合,地球仍然是目前所知唯一存在生命的星球。尽管如此,继续找寻外来行星可能在未来某天改变这个现状,它可能发现也具有这些特征的其它行星,或者发现宇宙中生命赖以存在的新方式

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