科學家質疑生命需要「地球克隆體」

研究表明，水世界可以維持生命

科學家質疑生命需要「地球克隆體」

芝加哥大學(University of Chicago)和賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University)的一篇新論文稱，在完全被水覆蓋的行星上生存的生命條件比之前認為的更加多變，這為水世界可能適合人類居住打開了可能性。

科學界在很大程度上認為，被深海覆蓋的行星不會支持礦物和氣體的循環，而這些礦物和氣體可以保持地球上的氣候穩定，因此對生命不友好。但這項發表在8月30日《天體物理學雜誌》(Astrophysical Journal)上的研究發現，海洋行星在適宜居住的「最佳位置」上停留的時間，可能比之前的假設要長得多。作者基於一千多個模擬實驗得出了他們的發現。

該研究的主要作者、芝加哥大學地球物理科學系助理教授埃德溫?凱特(Edwin Kite)說:「這確實反駁了我們需要一個地球克隆體的觀點，也就是說，一個擁有一些陸地和淺海的行星。」

隨著望遠鏡技術的進步，科學家們在其他太陽系中發現了越來越多圍繞恆星運轉的行星。這些發現導致了對其他行星上的生命如何生存的新研究，有些行星與地球非常不同，有些可能完全被數百英里深的水所覆蓋。

因為生命需要很長一段時間來進化，而且行星上的光和熱會隨著恆星年齡的增長而改變，所以科學家們通常會尋找既有水又有辦法保持氣候穩定的行星。我們所知道的主要方法是地球如何做到這一點。在很長一段時間裡，我們的星球通過吸收溫室氣體到礦物中來冷卻自己，通過火山釋放它們來溫暖自己。

但是這個模型在水的世界裡不起作用，深水覆蓋著岩石，壓制著火山。

凱特和賓夕法尼亞州立大學的合著者埃里克·福特想知道有沒有其他的方法。他們用數千顆隨機產生的行星建立了一個模擬系統，並追蹤了數十億年來它們的氣候演變。

凱特說:「令人驚訝的是，它們中的許多都保持了10億年以上的穩定，這只是運氣使然。」「我們最好的猜測是，大約有10%的人會這樣做。」

這些幸運的行星位於它們的恆星周圍的正確位置。它們剛好有適量的碳存在，而且它們沒有太多的礦物和來自地殼的元素溶解在海洋中，從而將碳從大氣中拉出來。它們從一開始就有足夠的水，而且它們只在大氣和海洋之間循環碳，在合適的濃度下就足以保持物質穩定。

「一顆行星有多長時間基本上取決於二氧化碳，以及它在早期是如何在海洋、大氣和岩石之間劃分的，」凱特說。「似乎有一種方法可以讓地球長期適宜居住，而不像我們在地球上看到的地球化學循環那樣。」

凱特說，模擬假設的恆星與我們的類似，但結果對紅矮星也很樂觀。紅矮星系統中的行星被認為是有希望培育生命的候選者，因為這些恆星比我們的太陽要亮得慢得多，這就給了生命更長的啟動時間。他們說，同樣的條件也適用於紅矮星周圍的行星:理論上，你所需要的只是恆星的穩定光。

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