如果没有陆地,只有水的星球一样不会孕育出生命,到底谁才是生命之源?

2018-09-16信息快讯网

如果没有陆地,只有水的星球一样不会孕育出生命,到底谁才是生命之源?-信息快讯网

水是生命之源

“水是生命之源”,这是地球生命形式的铁律。所以我们在探寻宜居行星的时候,也把液态水的存在,作为一个必要条件。

在一个恒星系中,距离恒星的一定范围内,如果能保持液态水的存在,就意味着这个范围内的空间更有机会孕育出生命,这个空间往往是一个环形条带,所以它被称为宜居带

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很幸运,我们的地球,就在太阳系的宜居带中。正因如此,地表才能有70%的面积,澎湃着汪洋大海。当发现地表更多是蔚蓝色的时候,我们认为“水球”的名字更适合地球。

而在茫茫宇宙中,有比地球更适合“水球”称呼的星球,它们表面都被海洋所覆盖。

近在太阳系,就有这样的“水球”——木卫二,是木星的一颗卫星,比地球的卫星月亮稍微小一些。尽管它不在宜居带,但仍然有大量的水,只因距离太阳遥远,表面覆盖着一层冰,冰下是它的海洋。它是否存在生命,人们寄予厚望。

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木卫二还有一个很好听的名字:欧罗巴(Europa),欧罗巴本是希腊神话中一位公主的名字,最后化身为欧洲(Europe)大陆,开启了欧洲文明。可见发现它的科学家伽利略,对它寄托了怎样的情感。

太阳系中,这样的星球不止木卫二一颗。土卫二很可能也如木卫二一样,在冰层下蕴藏的地下海洋。

在太阳系外,我们也发现了几颗可能是这样的“水球”,也叫做“海洋行星”,更文艺一些称为“水世界(water world)”。这就需要提到美国的“开普勒计划”,是由NASA设计建造了开普勒空间望远镜,用来搜寻太阳系外的类地行星。这里要介绍的“Kepler-22b”行星,就是开普勒计划于2011年,首颗确认在宜居带的系外行星。

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对此,开普勒空间望远镜的科学家之一,纳塔利·巴塔利亚(Natalie Batalha)曾说:如果它几乎都海洋,仅有一个较小的岩石核心,那它可能已经不在宜居行星的范围内了。

液态水多了,反而不适合生命生存吗?因为被深海覆盖的行星,无法像地球那样维持矿物质与气体的循环,从而保持气候的稳定,因此对生命的发展极为不利。这也是科学界的普遍认识。

陆地的存在,可能也是孕育生命至关重要的因素。尽管地表有70%覆盖着海洋,但对于地球来说,那只是薄薄一层而已。很多研究者认为,DNA和蛋白质等有机大分子,可能是在陆地上类似温泉的地方,被反复浸润和干燥下产生的,全是海水,反而条件不合适。

我们的地球,可能拥有恰到好处的陆地和液态水。

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最近的一项研究,可能让之前的结论反转8月30日,芝加哥大学的研究者埃德温·凯特(Edwin Kite)与合作者宾夕法尼亚州立大学的埃里克?福特(Eric Ford),在《天体物理学报》上发表了一项研究:在完全被液态水覆盖的行星上,比以前想像得更适合生命生存。这让全部覆盖海水的“海洋行星”,有可能成为“宜居行星”

就我们地球来看,行星上的生命需要漫长的时间来进化。而恒星的“衰老”,也会使行星上的光与热随之变化。所以科学家在寻找“宜居行星”时,通常会寻找能同时保持水体与气候稳定的行星。

而行星如何做到这点,我们所知道的,也仅仅是地球如何做到:在漫长的岁月中,地球把温室气体吸收至矿物中,从而使气候变冷;同时也会通过火山喷发释放它们,又使得气候变暖。

但是这种模型,并不适用于被深海覆盖住的“海洋行星”,因为它们的岩石与火山都在海底

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因此,埃德温·凯特(Edwin Kite)与埃里克?福特(Eric Ford)想知道是否还有其它模型。他们做了一个模拟,随机生成了数千颗行星,并追踪数十亿年来它们的气候演变。

结果令人惊讶,其中许多行星在超过10亿年的时间中,保持了气候的稳定。而凯特在实验前最乐观的预估,也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估,也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估,也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估,也仅仅是最后结果的10%。

这些幸运的行星,在恒星系中的位置适宜。它们碰巧蕴含适量的碳,并且没有太多的矿物质与元素溶解于海洋之中,从而将碳排入大气层。它们从一开始就拥有足够的水,只在大气与海洋之间进行碳循环,其浓度恰好足以保持物质稳定。

他们表示,行星宜居时间的久长,取决于二氧化碳,以及最初岁月中行星上海洋、大气与岩石之间的划分状态。看起来似乎有另外一种循环的方式,让行星长期保持宜居。

并非每一项研究发布,就会立刻改写之前的结论,还需要后续实验的验证。但可以确定的是,这会为以后的研究提供新的思路和新的希望。

说不定在宇宙的某个角落,有特殊的生命、或者另一个地球,正等着我们去发现。


编辑:金婉霞
责任编辑:顾军

来源:微信公众号“语宙”

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