|
北京時(shí)間6月8日消息，在鄰近的恒星系中，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多行星。從目前的探測(cè)結(jié)果看，處于宜居帶的類地行星相當(dāng)常見。在銀河系內(nèi)，就有數(shù)以百億甚至千億計(jì)的潛在宜居行星。那么問題來了：我們是孤單的嗎？ 事實(shí)上，對(duì)外星生命的搜尋已經(jīng)成為下一代太空望遠(yuǎn)鏡和火星任務(wù)中的圣杯。但是，這場(chǎng)搜尋是不是有點(diǎn)太過樂觀了呢？  在鄰近的恒星系中，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多行星。從目前的探測(cè)結(jié)果看，處于宜居帶的類地行星相當(dāng)常見。  大約在形成后15億年時(shí)，金星開始經(jīng)歷溫度急劇上升，而火星則經(jīng)歷了溫度急劇下降的過程。如果火星和金星曾經(jīng)出現(xiàn)過生命，那這些生命也會(huì)很快滅絕。 許多科學(xué)家和評(píng)論者將“更多的行星”等同于“更多的外星人”。然而，巖石行星在形成和演化初期時(shí)的環(huán)境非常不穩(wěn)定，意味著大部分外星生命很可能只是已經(jīng)滅絕的化石微生物。 正如死去的恐龍不會(huì)再行走、呼吸，對(duì)系外行星的大氣層采樣也無法探測(cè)到已經(jīng)變成化石的微生物。在發(fā)表于《天體生物學(xué)》(Astrobiology)雜志的一項(xiàng)研究中，澳大利亞國立大學(xué)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(tài)。這是因?yàn)?，行星適合生命生存的最初條件可能會(huì)非常不穩(wěn)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(tài)。因此，即使生命的出現(xiàn)比較普遍，但生命的延續(xù)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(xiàn)在多得多的相似性。即使其中只有一顆行星出現(xiàn)了生命，但這段時(shí)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(jìn)行傳播。但是，大約在形成后15億年時(shí)，金星開始經(jīng)歷溫度的急劇上升，而火星則經(jīng)歷了溫度急劇下降的過程。 如果火星和金星曾經(jīng)出現(xiàn)過生命，那這些生命也會(huì)很快滅絕。對(duì)于恒星系適居帶中的類地巖石行星，溫度的急劇下降或上升似乎是默認(rèn)的命運(yùn)。水和溫室氣體含量的巨大變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致正反饋循環(huán)，將行星推離適合生命存活的狀態(tài)。  當(dāng)生命開始地球上廣泛分布時(shí)，最初的新陳代謝就開始調(diào)節(jié)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(shí)也是最早期微生物新陳代謝的反應(yīng)物和產(chǎn)物，而這一切并非巧合。  對(duì)于恒星系適居帶中的類地巖石行星，溫度的急劇下降或上升似乎是默認(rèn)的命運(yùn)。水和溫室氣體含量的巨大變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致正反饋循環(huán)，將行星推離適合生命存活的狀態(tài)。 直到大約30億年前，碳酸鹽-硅酸鹽風(fēng)化循環(huán)——能提供穩(wěn)定地球現(xiàn)今氣候的負(fù)反饋——才開始逐漸發(fā)揮作用，變得有效率起來。我們應(yīng)該感謝地球早期微生物群體中發(fā)生的無法預(yù)測(cè)的演化過程，正是這些過程使地球不會(huì)太熱，也不會(huì)太冷，從而孕育出紛繁復(fù)雜的生命。 當(dāng)生命開始地球上廣泛分布時(shí)，最初的新陳代謝就開始調(diào)節(jié)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(shí)也是最早期微生物新陳代謝的反應(yīng)物和產(chǎn)物，而這一切并非巧合。 對(duì)于生命在地球上的延續(xù)問題，最關(guān)鍵的因素可能是生命對(duì)非生物反饋機(jī)制(稱為“蓋亞調(diào)節(jié)”)調(diào)節(jié)能力的出現(xiàn)。地球并不是銀河系中唯一一個(gè)具有生命存活條件的行星，其他一些星球上也有表面液態(tài)水和能量來源，以及足夠使生命形成的營養(yǎng)鹽條件。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，以物理?xiàng)l件為基礎(chǔ)的適居帶可以為生命提供數(shù)十億年的穩(wěn)定環(huán)境，而Aditya Chopra博士等人的研究對(duì)此提出了挑戰(zhàn)。 盡管宇宙中充滿了有利于生命出現(xiàn)的恒星和行星，但我們還是沒有找到外星生命存在的確切證據(jù)。這一現(xiàn)狀意味著，盡管生命的出現(xiàn)很容易，但要延續(xù)下來可能非常困難。 |
|
|
