太空地外文明搜索：反思地球的獨特環境
張承民/文（作者系中國國家天文台研究員）
美國宇航局2016年5月12日宣布，開普勒太空望遠鏡在尋找第二個「地球」的過程中，發現了1284顆行星，這使得人類已知的行星數目增加到3200顆。 不過，這一振奮人心的消息也令人微微傷感， 那就是依然沒有找到任何地外生命的跡象， 使得「宇宙移民」的夢想變得渺茫而縹緲。
面對這一充滿希望而失望的莙境，人們再次反思地球的獨特性。為什麼只有地球孕育了生命？ 地球的哪些獨特環境是生命的必須條件， 人類為什麼幸運的誕生在地球上？ 這些特殊環境是被「設計」出來的嗎？那麼，誰是地球和人類的總設計師？
我們不妨再次思考地球孕育生命的那些獨特條件， 重新認識地球的珍貴彌足之處， 探索地球與宇宙的神秘關聯。
1.水是生命的源泉, 太陽系八大行星之中只有地球是擁有水源。假如地球上沒有水，生命必將枯萎。 那麼，地球上的水來自哪裡？ 這一直是個爭論的學術問題。比較典型的說法是， 地球誕生之初就有水， 那時大氣或地表中的氫與氧化合成水分子， 逐步積累形成現在的海洋； 另有觀點認為， 彗星可以攜帶水，與地球碰撞也可以形成海洋。 其它八個行星即使有「天水」降落， 但由於其自身物理環境不匹配，要麼太熱或者引力場太弱，因此無法將水存留在其星體表面。
2.氧氣是我們賴以呼吸的基本元素，一旦地球缺氧，大量生物將面對滅頂之災。 氧氣可以由光合作用產生出來， 森林及植物吸收二氧化碳而釋放出氧氣。 假如我們過度排放大氣污染，盲目砍伐森林和雨林，那麼地球的氧氣也將隨之減少，這將進一步惡化生命的呼吸環境。
3. 地球大氣圈和臭氧層也是地球生命的保護傘，臭氧分布在20-50千米的高空，它可以吸收紫外線，保護地球生物免受高能紫外線的傷害。 據報道，近年南極上空臭氧層空洞面積增大，導致澳大利亞的皮膚癌患者有所增加。
4. 地磁場也是地球生命的盾牌。 每當太陽黑子大規模爆發， 噴發大量高能帶電粒子，它們以「太陽風」的形式吹向地球， 一旦直接打在人體上， 也將導致不幸的損傷。 由於地磁場的作用，改變了帶電粒子的運動方向，將其引至地磁的兩極，產生色彩斑斕的極光現象，從而保護了地球上的生物。據推測，火星由於缺少了磁場，太陽風摧毀了火星大氣層,使之逃逸到太空中。
5.地表溫度適中使海洋處於流體狀態， 創造出舒適的生命環境。假如地球距離太陽過近或者過遠， 地表溫度過熱或者過冷，這都是地球生命的「殺手」。 地球太熱，水分蒸發過多，生物將失水而亡； 地球太冷，海洋結冰面積過多，生物活力銳減甚至凍死。 總之，地表極端熱冷或者分布不均都是生命存活與持續的障礙。
6.地球引力場強度適當也是生命的福音。 假如地球引力場偏弱，常溫下大氣分子的運動速度大大高於地球的逃逸速度，那麼大氣層分子將飛向太空，引力場無法罩住大氣層。 月球的引力加速度相當於地球的六分之一，這也是其缺少大氣層束縛力的原因之一。
7.地球大氣和地層環境的無毒害物質成分是生命的基礎。假如地球大氣充滿二氧化碳，不要說人類呼吸困難，溫室效應也讓人類難以生存。而地球的大氣成分正好適合生命的循環，其氮氣和氧氣含量分別是78% 和21%；甲烷/二氧化硫/重金屬氣體，這些致命殺手在地球大氣層含量低微，而地球的土壤主要由無毒的礦物質和有機質等物質組成，這些條件為生命孕育提供溫床。
8. 月球也是地球生命生生不息的發動機。 假如沒有月球，我們不僅失去嫦娥的夢想，也可能引發生態危機。 月球的月周期已經是地球生命體的「生理」周期， 其潮汐力導致大氣層和海洋、以及地球內部的周期性形變， 推動地球物質流動而交換循環。缺少月球的地球，大洋流動減慢，大氣環流減弱，全球冷熱循環變弱， 這讓生命維持環境變得冷熱不均， 最終引發全球生態鏈條的循環失調。 所以，不誇張的說， 月球是地球生命維持的發動機， 它的調解作用是環境平衡的基礎。 一旦月球消失， 我們可能面對災難來臨。
9. 太陽系在銀河系的獨特位置也是生命存活的條件。銀河系是宇宙中一個普通星系，其分布形狀如同一個螺旋狀的鐵餅，直徑大約是10萬光年，而太陽系處於銀心外2.5萬光年的位置。 假如太陽系靠近銀河繫心臟中央處， 那裡恆星數目很多，接近400萬太陽質量的中心黑洞，其「生態環境」相互作用劇烈，各種碰撞頻繁，高能粒子流動強烈，地球的生命體很難在大量宇宙線的衝擊下安然無恙。 所以，我們要感謝太陽系的選擇，它遠離了星系的危險「是非之地」。
10．地球轉動軸與日地軌道面（黃道）法線交角是23.5度，這是一年四季的起因。由於存在明顯的四季交替，太陽的輻射熱量的分配使得南北半球冬夏交替，這一冷熱分布推動大氣南北向流動。 假如地軸與黃道面垂直，地球就沒有四季之分，每天一樣的天氣使生命體缺少生機。 另外，假如地軸與黃道面平行，那麼地球的某些位置被太陽長期照射而過熱，而另些位置幾乎沒有陽光輻射而過冷，這不利於生命的孕育和持續發展。
綜上分析， 我們關於地球生命誕生的環境是異常獨特的， 滿足上述十個條件的行星，宇宙中可能鳳毛麟角，這就是為什麼難以找到「第二個地球」。 進一步捫心自問，地球如此之多的奇特條件， 是其偶然而幸運地選擇，還是某種力量的刻意而為？ 月球選擇了圍繞地球的好位置，地球也選擇了恰當的太陽系位置， 太陽系還身處銀河系的優越位置，然後再附加一系列極其獨特的地球物理條件，然後在地球又出現和進化了人類，我們一起開始思考宇宙的一切。 難道地球的一切全部是偶然的進化、隨機選擇？ 假如這是隨機選擇， 我們應該發現那些滿足地球環境8個獨特條件、至少3個條件的行星吧。 顯然，開普勒太空望遠鏡的搜索否定了我們的期望。 假如地球的一切不是偶然發生的， 那麼是誰選擇了地球並創造了我們？ 參照迄今觀測到的宇宙天體環境， 我們被迫推論，人類和地球可能是被「精心設計」出來的； 進一步的推論是， 地球上許多重大事件是這個宇宙「總設計師」的意志體現。 難道我們人類是一群宇宙實驗室的「白老鼠」和「黑老鼠」嗎？ 近萬年來， 人類進化的「斷層」也是某種力量的刻意而為嗎？我們曾經一度認為，人類就是地球的主宰，然而重新反思地球神奇而獨特的生命循環條件、思考開普勒太空望遠鏡探測「新地球」無果的原因， 我們似乎準備迎接另一個猜想，那就是： 人類不是地球的主宰，而是被一個神秘的力量而控制。因此， 除了繼續太空探索「新地球」， 還要重新思考這個「老地球」在宇宙中的特殊位置，找尋人類和生命的真正意義與使命。
儘管科學家在宇宙深處還沒有找到第二個地球，目前珍愛地球依然是唯一的選擇。 地球是我們生命的搖籃，還是目前唯一的家園。地球生命與地球環境構成了互相依賴的循環體，彼此需要，互為前提，任何鏈條的失序將導致生態系統瓦解。 或者說，我們的生態鏈非常脆弱，任何過度改變將面對「不可逆翻轉」的風險。 所以，至少目前來看，適應環境並保護環境是我們生命延續的基礎， 大幅度地破壞和改變自然環境必然導致各種地質災難，諸如洪水、瘟疫、火災和地震。 審視反省我們的生存態度， 懺悔而懷古，中華祖先的「天人合一」哲學或許是地球生命延續的最高真理。 一目了然，盲目的工業化開發、貪婪的生活方式、無視環境的罪惡行為，這些都是地球生態系統的剋星， 最終必然反作用到地球生命環境，步恐龍之後塵並以滅絕人類而收場。 平心而論，與其苦苦尋找第二個地球，不如反思如何愛護唯一的地球。 即使找到第二個地球， 在我們實施宇宙移民之前，地球生物可能就被破壞殆盡，早已生靈塗炭了。 儘管我們確信宇宙中存在另一個「新地球」，還是首先修理和善待我們這個46億歲的「老地球」。或許，外星人居住的行星正在面對環境惡化，她們設法尋找另一個「地球」去移民。 正好類比，我們的地球也許就是外星人的「美洲大陸」， 倘若如此，她們也像歐洲殖民者一樣「善待」瑪雅人嗎？ 這一切只有等待找到那個宇宙「總設計師」來回答了。
一位生態學家說，當恐龍的屁股腐爛發臭時，恐龍還在貪婪地啃咬最後一片森林。為了原諒人類的貪婪過失，天文學家編造了一個天方夜譚的故事：一顆小行星碰撞地球導致了恐龍滅絕。
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