地球与环境

地球真的很特别吗遥望宇宙,我们发现了地球在

 

数十亿年来,地球上的生命与宇宙之间唯一的相互作用就是在夜空中偶然瞥见的微弱星光。在漆黑的夜空中,星星、行星、一些不起眼的星云和稀有的彗星都是我们肉眼可见的。

然而,这些壮观的景象并没有告诉我们人类生活的地球有多么特别。在望远镜出现之前,在我们人类走出地球之前,我们无法知道地球之外的世界是什么样子,甚至我们生活的地球也从未见过它的真实面貌。幸运的是,我们现在已经实现了这一切。

事实证明,太阳系所有行星的环境都非常恶劣。对于地球上的物种来说,这些地方不适合生存,哪怕停留一秒,都会是致命的。

水星没有大气层,白天的高温会使铅熔化,而到了晚上,水星表面会冷却到足以将二氧化碳冻结成干冰。这种温度对生命来说是灾难性的组合。

金星上的情况更糟。虽然它有大气层,但它的大气压力是地球的 90 倍。连续不断的硫酸云使世界气温超过了全年白天水星的最高温度。我们降落在金星表面的苏联航天器只持续了 12 秒就融化了。一个连机器都无法承载的世界,更何况是生命。

火星比我们发现的任何行星都更像是一个寒冷的沙漠世界。由于火星大气稀薄,距离太阳较远,其表面的水总是以冰或大气蒸气的形式存在。或许数十亿年前,火星或许已经具备了生存的条件,但火星无法牢牢把握住自己的大气层,这让世界(据我们所知)变得贫瘠、毫无生气。

上面是太阳系的岩石世界。另一方面,太阳系中有巨大的气体行星。它们由大量的氢和氦组成。任何复杂的分子和重元素都会下沉到一定深度,它们所承受的压力相当于数千公里深的海洋。这些行星看起来非常壮观。它们可能拥有比地球大许多倍的巨大岩芯,但很难确定生命是否能在如此极端的环境中存在。

然而,围绕这些气态巨行星运行的卫星在生命方面可能更有希望。虽然很多较小的卫星没有大气层(如右上方的土卫二),或者卫星的最内侧轨道会受到行星强大潮汐力的影响,但拉动或收缩会导致卫星内部产生摩擦热,并且地表形成了很多活火山(比如左上角的艾欧),但也有一些稍微好一点的卫星,可能还有其他类型的生命存在。

Titan 拥有迄今为止已知的所有卫星中最厚的大气层。它表面的大气压力甚至比地球还要强。它是唯一一颗表面有稳定液体流动的行星。因为它离太阳很远,温度很低,所以这个世界上所有的水都是冻结成固体的。但是这样的压力和温度非常适合其表面的液态甲烷。虽然我们认为地球上的所有生命都不适合在这样的环境中生存,但地球上的生活方式可能并不是唯一的方式。

除了泰坦之外,据我们所知,至少有两个冰冻世界(木星的卫星欧罗巴,右上和土星的土卫二,左上)有大量液态水。在这两颗卫星厚厚的冰壳下,水并没有因为巨大的压力和潮汐力加热而结冰,所以是一片液态水的海洋。木卫二冰层表面相对于核心有运动,也显示出与地球相似的板块结构;由于土星的潮汐力,土卫二冰层下的海洋处于强对流状态。间歇泉甚至在距离卫星表面数百公里处喷发。

由于海洋底部的潮汐加热,它们可能具有与地球海洋底部的深海热液喷口相同的生活条件。以上是太阳系的情况。

我们甚至可以超越太阳系去了解浩瀚的宇宙,了解生命存在的可能性,甚至是地球生命存在的可能性。我们不仅发现了其他恒星周围的行星,还发现了:

当然,我们的总体目标是找到具有这三个条件的行星,并找到其中包含生物标志物的行星。到目前为止,我们只能测量大约海王星大小的行星的大气成分。为了测量地球大小的系外行星,需要望远镜技术的重大进步。

但这只是我们的银河系!毕竟,哈勃太空望远镜已经告诉我们,宇宙中还有数千亿个其他星系,每个星系都有数十亿个生命存在的机会。