外星生命為何難以尋找 演化早期大部分已滅絕

【科技訊】9月20日消息，外太空存在無數的天體，外星生命的數量應該不在少數，然而事實上我們並沒有找到這些外星生命，他們並不是藏得太深，而是真的沒有，在演化的早期，這些宇宙生命就已經消失了。

在鄰近的恆星系中，天文學家已經發現了許多行星。從目前的探測結果看，處於宜居帶的類地行星相當常見。在銀河系內，就有數以百億甚至千億計的潛在宜居行星。那麼問題來了：我們是孤單的嗎?

事實上，對外星生命的搜尋已經成為下一代太空望遠鏡和火星任務中的聖杯。但是，這場搜尋是不是有點太過樂觀了呢?許多科學家和評論者將「更多的行星」等同於「更多的外星人」。然而，岩石行星在形成和演化初期時的環境非常不穩定，意味著大部分外星生命很可能只是已經滅絕的化石微生物。

正如死去的恐龍不會再行走、呼吸，對系外行星的大氣層採樣也無法探測到已經變成化石的微生物。在發表於《天體生物學》(Astrobiology)雜誌的一項研究中，澳大利亞國立大學的Aditya Chopra博士及其同事提出，演化早期的滅絕可能是宇宙中生命的常態。這是因為，行星適合生命生存的最初條件可能會非常不穩定。

在Aditya Chopra博士等人提出的「蓋亞瓶頸」(Gaian Bottleneck)模型中，行星需要有生命存活才能保持宜居狀態。因此，即使生命的出現比較普遍，但生命的延續卻很罕見。

火星、金星和地球在形成的最初十億年里，具有比現在多得多的相似性。即使其中只有一顆行星出現了生命，但這段時期伴隨著猛烈的小行星撞擊，因此生命有可能在行星之間進行傳播。但是，大約在形成後15億年時，金星開始經歷溫度的急劇上升，而火星則經歷了溫度急劇下降的過程。

如果火星和金星曾經出現過生命，那這些生命也會很快滅絕。對於恆星系適居帶中的類地岩石行星，溫度的急劇下降或上升似乎是默認的命運。水和溫室氣體含量的巨大變動會導致正反饋循環，將行星推離適合生命存活的狀態。

當生命開始地球上廣泛分布時，最初的新陳代謝就開始調節大氣中的溫室氣體組成。甲烷、二氧化碳、氫氣和水蒸氣都是有效的溫室氣體，同時也是最早期微生物新陳代謝的反應物和產物，而這一切並非巧合。

對於恆星系適居帶中的類地岩石行星，溫度的急劇下降或上升似乎是默認的命運。水和溫室氣體含量的巨大變動會導致正反饋循環，將行星推離適合生命存活的狀態。

直到大約30億年前，碳酸鹽-硅酸鹽風化循環——能提供穩定地球現今氣候的負反饋——才開始逐漸發揮作用，變得有效率起來。我們應該感謝地球早期微生物群體中發生的無法預測的演化過程，正是這些過程使地球不會太熱，也不會太冷，從而孕育出紛繁複雜的生命。

對於生命在地球上的延續問題，最關鍵的因素可能是生命對非生物反饋機制(稱為「蓋亞調節」)調節能力的出現。地球並不是銀河系中唯一一個具有生命存活條件的行星，其他一些星球上也有表面液態水和能量來源，以及足夠使生命形成的營養鹽條件。傳統觀點認為，以物理條件為基礎的適居帶可以為生命提供數十億年的穩定環境，而Aditya Chopra博士等人的研究對此提出了挑戰。

儘管宇宙中充滿了有利於生命出現的恆星和行星，但我們還是沒有找到外星生命存在的確切證據。這一現狀意味著，儘管生命的出現很容易，但要延續下來可能非常困難。

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