甚么样的星球是“宜居”星球？ — 最新往事

发布时间：2026-02-28 08:48:42 来源：江浙评网 作者：知识

作为地球的宜居“姊妹行星”的火星，因大气层与地球相似，甚样事且大鹤发现了水痕迹而备受关注。球星球最Zalo多开(TG:@dolphinSCRM,DolphinSCRM.com)跨境电商海外私域管理工具，多平台多账号多开，自动保存Cookie直登，双向自动翻译，敏感词监控，数据脱敏，企业内部风控自1960年以来，新往人类不断向火星发射探测器，宜居经由大批的甚样事探测以及分解，迷信家们发现火星在约莫40亿年前已经是球星球最太阳系中最适宜性命生涯的星球。那末，新往火星是宜居否可能重新成为宜居星球，成为人类的甚样事第二他乡？除了火星外，位于火星以及木星轨道之间的球星球最谷神星同样激发了迷信家们的期待，迷信家在这颗由岩石以及固态水组成的新往星球上发现了碳基有机化合物，而这正是宜居性命源头的关键物资。与此同时，甚样事就在不久前，球星球最英国牛津大学宣告确认了一颗位于类太阳恒星宜居带临近的超级地球。这颗被命名为HD 20794 d的“超级类地行星”，其信号初次被捉拿于2022年。迷信家以为，这颗超级地球存在液态水的可能性较大。

地球性命的源头及地外性命是否存在等下场不断使人类陷溺，不论是迷信家、哲学家，仍是艰深人。清晰地球性命的降生历程，将使人类持久以来对于自己源头的探究患上到解答，也将大猛后退咱们对于极为严正的做作历程的认知。不论是对于钻研性命的生物学家，仍是对于品评辩说人类天下不美不雅组成方式的知识论者来说，想要意见性命及其根基属性都不是一件严正的事。天体物理学家试图探究太阳系中的其余天体是否有概况已经有性命存在，假如存在的话，那末太阳系之外是否存在“其余地球”，概况其余“宜居”星球呢？

如下内容节选自《太阳、地球、性命的源头：更正地球早期性命史的14个大使命》，较原文有删省更正。已经取患上出书社授权刊发。Zalo多开(TG:@dolphinSCRM,DolphinSCRM.com)跨境电商海外私域管理工具，多平台多账号多开，自动保存Cookie直登，双向自动翻译，敏感词监控，数据脱敏，企业内部风控

《太阳、地球、性命的源头：更正地球早期性命史的14个大使命》，[法]米里埃尔·加尔戈 [法]埃尔韦·马丁 [法]普里菲卡西翁·洛佩-加西亚等 著，冷伟 梁鹏 林巍等 译，后浪丨四川迷信技术出书社2025年2月版。

宇宙的千亿星系中有一个很特意的星系，在那个星系的千亿恒星中有一颗恒星名字叫太阳。太阳的行星中有一颗小小的蓝色星球，它所处的位置既不太冷也不太热，这里是有数性命的他乡。这颗充斥去世气愿望的行星——地球，对于咱们来说是不够为奇的，由于它是咱们人类的星球。可是经由实际审核，地舆学家已经可能分说，大少数类太阳恒星周围都有行星系。那末，系内行星可能宜居吗？

甚么样的星球才是宜居的？

从4.57Ga（10亿年）地球在太阳系中降生到540Ma（百万年）的寒武纪大爆发，这段历史见证了咱们星球的组成，它在地球物理以及地球化学的熏染下不断地被塑造，最终，性命在这里降生、演化，导致更正着地貌形态。不外，当咱们缺少证据时，不患上不坚持历史分解而紧迫于实际假说。

咱们无奈从任何遗迹中清晰这种演化的分心无意偶尔性。不外，咱们分说分心无意偶尔性起了抉择熏染。以是，有无其余可能孕育性命的行星呢？抑概况是，地球是宇宙中仅有有性命的星球吗？

据估量，宇宙的年纪约为13.7Ga，这也是河汉系第一代恒星的年纪。换言之，从这个光阴尺度上看，河汉系在宇宙大爆炸之后不久就组成为了。可是，这并不象征着河汉系中所有恒星的年纪与宇宙的年纪同样大。咱们的太阳惟独约莫45亿岁，降生于已经90亿岁的河汉系。接着，在太阳组成不到2.0Ga，这个蓝色星球上就泛起了性命。太阳的寿命是10.0Ga，表明自河汉系降生以来，数十亿颗“太阳”已经组成、演化，最后以行星状星云的方式被蒸发掉；也表明有数亿颗“太阳”同如今的太阳同样，正处于演化之中。这就象征着，假如这些“太阳”周围也存在“宜居”的星球，即它们当时也知足了性命源头的部份条件，那末，如今这些行星（良多此类行星导致比地球老良多）上也可能有性命栖身。

《太阳、地球、性命的源头：更正地球早期性命史的14个大使命》内页插图。

可是，至少当初看来，纵然在全副太阳系，咱们彷佛仍是“伶丁的存在”，咱们惟独地球这一个孤零零的样本。凭证这同样本，咱们知道了碳链是现存所有性命体中的份子的根基骨架。这并不算是一个限度条件，由于碳是在恒星中天生的，同氧、氮同样，它也是宇宙中含量至少的元素之一（其含量逾越硅元素的10倍）。咱们也懂取患上，液态水可能说是性命泛起以及演化必不可少的条件。同样，水也是宇宙中罕有的份子（如拆穿困绕在星际灰尘颗粒表层的冰）。但纵然在明天，咱们也难以定量星际介质中以气体方式存在的水的品貌（该下场是2009年春欧航局发射的“赫歇尔”号探测卫星的主要使命之一）。

因此，尽管咱们只清晰一种性命方式，但凭证宇宙的组成（原子、份子以及聚合物），咱们不理由把氨溶液中的硅链（硅基性命）等配合的化学物资看成宇宙中其余星球存在另一种性命方式的证据。其次，水以液态方式存在是一个根基条件，但这需要特定的温度以及压力规模。地外性命探究之旅将从这些成份入手：它使咱们可能界说“宜居”的星球理当是若何奈何样样样的（这并不代表已经有性命栖身）。咱们需要留意，坚持地球性命所需的温度以及压力规模着实是极为普遍的。假如咱们削减一个格外约束条件：存在晃动的能量库（不论因此甚么方式，特意是光及光协熏染不存在的天气下，某些生物可能运用矿物资的化学能），可以为性命体的代谢提供能量。

太阳系中的其余性命

太阳系具备数以千计的天体（行星、卫星、小行星、彗星等），它们的物理化学性子高度多样化。近多少多十年来的深空探测名目使患上人类可能近距离审核这些天体，人们也意见到钻研地外性命这一迷信下场的严正性。首先，从行星离太阳的距离来看，太阳系有3颗岩质行星是“宜居”的，也即是说，实际上这些行星的概况可能存在液态水：地球、金星以及火星。但事实是，惟独地球概况存在液态水且孕育了性命。性命泛起的关键因素泛起了：大气圈及温室效应的存在。大气圈中的水经由三态循环（冰/液态水/水蒸气）实现能量的交流以及从其母恒星上取患上的光能的交流。

咱们已经知道，如今金星的概况温度约莫是500℃，液态水不可能存在，赫然也有利于性命的生涯。由于金星距离太阳较近，且金星大气中95%以上为二氧化碳，这使患上金星大气圈颇为浓密，很可能已经爆发失控温室效应（即由于金星距离太阳太近，它患上到了调控其概况温度的能耐）。

火星的下场是引力过小，因此气体逃逸功能很高。特意是水份子，当水汽进入大气并被太阳紫外辐射光解之后，氢的逃逸将使火星脱水。因此，如今火星大气圈较薄且主要为二氧化碳，大气压很低，不能爆发饶富的温室效应。可是轨道太空探测器如ESA的火星慢车探测器的最新探测功能揭示，火星概况存在聚积层以及沟壑，象征着这颗“红色星球”概况的液态水天气可能已经不断了10亿年之久。如斯长的液态水天气足以使性命泛起并演化。假如这样的话，火星上的性命是否熬过太阳系组成700Ma后爆发的猛烈的早期重轰击呢？抑概况是大撞击导致概况液态水天气的消逝？对于搜查性命迹象的钻研者来说，有一点很侥幸，火星概况并无像地球概况同样遭受到妄想行动的不断刷新。因此，咱们仍有望找到古火星性命的残迹。这即是为甚么自1975年的海盗号到如今的勇气号、机缘号、凤凰号火星探测器，人类不断自动地在火星地表搜查性命迹象。值患上一提的是凤凰号火星探测器，它在火星北极冰盖临近发现了拆穿困绕在表层灰尘下的水冰，验证了火星奥德赛号轨道探测器的审核功能。尽管咱们如今不发现火星人，但假如从前火星上已经泛起过性命，那末性命仍有可能存在于火星果真还存在液态水的某些角落。此外，火星上的地质行动不断很沉闷：火星最后一次火山喷发爆发在2Ma。因此，现今咱们仍不能残缺清扫火星上存在可为性命提供能量的氧化复原天气的可能性。

伽利略号（Galileo）探测器于1992年12月7日拍摄的月球影像。《太阳、地球、性命的源头：更正地球早期性命史的14个大使命》内页插图。

与火星以及金星比力，地球是唯逐个个板块妄想行动不断拦阻的类地行星。因此，板块行动可能是性命泛起以及演化的严主因素之一。地球的板块行动使患上氧化性物资以及复原性物资共存（好比沿大洋中脊的海底热液喷口），从而在地球外部与概况两者之间组成为了一道能晃动提供化学能的分界面。除了太阳能之外，性命也可能运用这种化学能。

不外，板块行动的主要熏染是调控地球的天气。在地质光阴尺度上，板块行动修筑起座座无际无际并导致了大陆的泛起，陆面的风化熏染将大气中的二氧化碳转化为碳酸盐聚积物，之后聚积岩经由海陆边缘的俯冲带进入地幔。与此相同，板块行动中的火山熏染将地球外部的二氧化碳带入大气。换句话说，板块行动在持久尺度上调节着地球大气的二氧化碳调节零星（碳循环），从而使其温室效应相对于晃动。这一特色使地球坚持了其概况温度以及液态水天气。一个星球是否宜居，很可能与星球的板块行动亲密相关。

假如金星以及火星都不可，那末太阳系其余中间有可能存在液态水吗？良多环抱巨行星的冰冻卫星的概况赫然不可能，但这些卫星的外部可能存在陆地。对于冰下陆地的最有力证据是卡西尼—惠更斯号（Cassini-Huygens）探测器（ESA/NASA）最近在土卫二（恩克拉多斯，土星较小的卫星之一，直径不到500km）上发现的间歇泉。这些间歇泉的存在有双重寄义：一方面，它表明土卫二冰层概况之下存在液态水；另一方面，它证实土卫二在土星的引力对于其组成的潮汐熏染下可能提供饶富多的能量来坚持其外部的液态水天气。此外，土卫二间歇泉中还发现了气态二氧化碳以及有机份子，这象征着某种未知性命体内正在拦阻着某种化学反映，这种反映可能作为其代谢行动的潜在能量。

基于这项发现，钻研者以为在不阳光的天气下，土卫二深部也有可能具备为性命代谢行动提供能量的源头。此外，惠更斯号探测器在土卫六（泰坦，土星的另一个卫星，也是太阳系仅有有大气圈的卫星）上不发现水的痕迹，却发现了甲烷陆地。

木星的冰冻卫星—木卫二（欧罗巴，Europe），其巨细与月球差未多少多，也是太阳系中可能存在性命的星球。木卫二概况拆穿困绕的冰层上充斥了沟壑，这是冰块飞快行动的功能。木卫二外部妄想模拟功能表明，木卫二外部存在着陆地。尽管咱们很难知道性命是若何在这种天气中降生的，但木卫二已经成为多少多个旨在搜查地外性命的深空探测名目的目的。

宇宙中的其余性命？

当初，咱们不知道太阳系其余中间是否也存在性命。但有一点毫无疑难，河汉系具备数十亿颗行星（系内行星），不论它们是否环抱着太阳型恒星运行，该恒星品质比太阳概况大概况小从而使行星温度比地球概况热概况冷，在地舆学意思上，每一颗恒星都具备一个“宜居带”，即星球概况可能存在液态水的地域：行星距离恒星太远，水将被解冻成冰（假如存在水）；距离恒星太近，水将被蒸发成水蒸气。咱们可能经由严正的合计来分说宜居带的位置以及规模，从而发现是否存在宜居系内行星，而不思考其品质等特色。2009年4月，钻研者凭证此尺度发现了两颗新的系内行星（拦阻2009年4月，已经发现的系内行星有400颗）。这两颗系内行星属于不同行星系（当初这个行星系有4颗行星），它们的品质辩解为地球品质的5倍以及7倍。它们都环抱着恒星格利泽581（Gliese581）运行。这颗恒星与太阳大不相同，由于它的品质惟独太阳品质的3/10，为一颗红矮星，不外其年纪与太阳的至关。

这一功能表明，只凭证行星液态水存在的可能性这一繁多尺度，咱们就能识别与地球截然差距的“宜居”行星，下文咱们会详细品评辩说这将给生物学带来的严正影响。可是，天气并非如斯严正。地质学家以及地球化学家指出，地球概况液态水的存在不光与地球到太阳的距离无关，尚有其余影响因素。好比，纵然是在上述界说的“宜居带”之外的星球上，温室效应组成的热力欺压熏染也可能使星球概况温度坚持在冰点以上。此外，板块行动的存在也会影响温室效应，从而影响行星的宜居性。换句话说，上文引入的“宜居带”意见（地舆学意思上的宜居带）是基于行星所需的最低能量之上拦阻界说的。这即是咱们对于宜居带规模之外的天体也感兴趣的原因。不论是系内行星（如行星的卫星们，详见上文土卫二以及木卫二）仍是系内行星，咱们都需要增强对于其外部妄想以及外部能源学的钻研（当初在这种行星数目有限的天气下是可能实现的）。

假如咱们运用光谱技术钻研这些天体的大气圈，潜在“宜居”系内行星带的规模可能会进一步扩展。在系内行星大气圈中，氧气、臭氧及甲烷概况氨气等复原性气体的存在也可能作为星球上代谢存在的有力证据。当初，经由地面审核站对于系内行星的光谱分解钻研，钻研者发现系内行星大气圈中可能存在水。不外，咱们可能必需等到可能发射极其详尽的卫星时能耐分说，这是2025年的使命目的。为了取患上系内行星的光谱信息，从而证实上文提到过的份子“代谢标志物”（“生物标志物”）的存在，ESA拟订了“达尔文”妄想（Darwin），NASA也规画了“类地行星搜查者”（简称TPF）工程。

最后，对于生物学家来说，“宜居星球”必需知足今世性命所需的物理化学条件。这些根基条件需要经由钻研地球性命生涯的极限条件来分说，这象征着存在液态水（但并不规模于地表水，也可能是果真陆地，如上文所述）、适宜的温度（介于0~110℃）及能量源。能量可能是光能，也可能是氧化复原反映爆发的化学能，不当时者要求氧化性物资以及复原性物资共存。除了上述条件，尚有一个条件：行星的地质行动也比力沉闷。

性命：宇宙的分心无意偶尔仍是判断？

地球上的生物学家可能需要思考地球性命的源头以及演化下场，但对于哲学家、化学家、地质学家、地舆学家来说，一个根基下场至今仍未患上到解答：地球性命在宇宙中是否不够为奇？是分心无意偶尔性的产物（1965年诺贝尔神思学概况医学奖患上主雅克·莫诺的意见）？抑概况具备分心无意偶尔性，即当性命所需的物理化学条件都泛起时确凿定功能（1974年诺贝尔神思学概况医学奖患上主克里斯蒂安·德迪夫的意见）？

假如某一天咱们在另一个行星系中也发现了性命，概况就能找到性命源头下场的谜底。可是，纵然临时不论雅克·莫诺的激进态度，咱们彷佛也无奈残缺反对于克里斯蒂安·德迪夫所建议的那种“分心无意偶尔性”，由于这种意见也存在良多下场。读者可能自行辩解。

假如有一天，咱们可能证实性命的泛起并非地球上才爆发的配合天气，那末不可防止地泛起了另一个下场：毫无疑难，宇宙中存在大批的宜居行星，性命在宇宙中依然罕有仍是具备分心无意偶尔性以及普遍性？假如是后者的话，性命泛起导致生涯的这些根基条件是否可能被准断界说呢？纯挚从物理化学条件（液态水及有机份子的存在）来看，咱们概况应承以对于其拦阻界说，由于这些成份普遍宇宙的各个角落，且含量丰硕。可是，惟独地球性命的源头历程尚未可知，咱们就很难给出清晰的谜底。

《史前星球》第一季（2022）剧照。

纵然咱们可能回覆前面的下场，那末咱们可能探测进去的地外性命又是若何拦阻演化的呢？咱们已经探测到林林总总可能含有液态水的行星，判断有良多潜在宜居星球环抱着格利泽581这样的恒星运行。由于这种恒星较冷（比力太阳的5900K，该恒星概况温度仅为3500K）且在红外波段以及紫外波段的辐射都大大强于太阳（存在行动猛烈的色球层），其周围行星上的性命所凭证的演化道路很可能与地球性命的大大差距。能量交流又将若何拦阻？它们的机制以及功能若何？会有何种光协熏染？演化的速率会有多快？性命调演化到甚么模样？与太阳差距，0.3M☉（太阳品质）的恒星的寿命近乎长生！如今尚有良多悬而未决的下场待解开。

假如未来咱们简直发现了地外性命的坚贞迹象，概况咱们就能给出这些下场的谜底。咱们导致可能经由这种非同艰深但直接的本领来清晰地球性命的源头，也即是咱们人类的源头。这岂不是一件很专神思的事。

原文作者/［法］米里埃尔·加尔戈 ［法］埃尔韦·马丁 ［法］普里菲卡西翁·洛佩-加西亚 等

摘编/何也

编纂/何安安

校对于/刘军

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