在生命星球诞生的过程中,除了所有的必须条件之外,还需要运气

著者:余生

@天体生物学 / @太空生物学

地球和金星命运的差别就在于,地球有卫星,而金星没有,而这个差别的形成很可能和它们的轨道位置有很大的关系。

地球的卫星是「月球」,它的来历有着一个非常难以置信的故事,月球上的物质成分与地球非常相似,它们的同位素几乎相同,也就是它们有血缘关系。另外,月球的动态显示着它一直在逐渐地离地球远去,这表明它过去曾经离地球非常近。

现代科学已经计算出月球曾经是地球的一部分,它是从地球上分离出去的。月球的形成来自于一个惊天动地的撞击,在45亿年前,一个大约相当于火星大小的星球撞击了地球,在这颗星球坠毁在地球上的同时,地球被它弹出了一部分物质,这些物质形成了一个新的球体——「月球」。

不过更重要的是,在这个碰撞的瞬间,使得地球获得了一个至关重要的侧转能量,让地球获得了快速旋转,从而启动了地球的“发电装置”。


「生命」诞生的号角·磁场

地球的结构就是一个“发电机”,它的内部是温度很高的、带电荷的「等离子体」,只要旋转这些等离子就能“发电”,这种“发电”效应吹响了生命诞生的号角,因为地球能否有水,就取决于这个“发电”的功能。因为“发电”可以在星球的外部形成一个「磁场」,而磁场就能屏蔽「太阳风」,从而保护水资源。

图解:地球磁场

「太阳」其实是一个巨大而且很粗糙,既没有过滤也没有包装的「核锅炉」,太阳有一个温度极高的「核」,「核聚变」就是在这个核心发生的,在这里原子核发生碰撞并产生巨大的核能,而这个核能通过它的锅炉炉体源源不断地到达表层,向外辐射,太阳的燃烧当然也有垃圾,不过太阳是有洁癖的,它的垃圾并不留在自己的体内,而是随着它的能量一起随时向外抛射,这种抛射的垃圾叫「带电粒子」,也叫「太阳风」。

这些「太阳风」远没有太阳光那么温柔,而是到处攻击各种分子,很多脆弱的分子就会被它们破坏,其中就包括水分子,正因为太阳的这种随意乱扔垃圾的坏毛病,就使得宇宙中生命的出现变得步履维艰了。

图解:「带电粒子·太阳风」

宇宙中直接支持生命的最重要的物质是「水」,而水分子是非常简单的分子,仅仅由两个氢和一个氧原子组成,宇宙没有把它建造得很坚固,水分子是比较脆弱的,太阳的带电粒子能轻易地打断它们的链,分解水分子,如果没有防护,在太阳附近水分子是很难存在的,没有水就没有生命,这大概就是宇宙中生命如此缺少的重要原因。

因此,一颗有生命的星球必须有一个“盾牌”才能既靠近太阳获得能量,同时又避免水资源被太阳风破坏,电磁场就是这样一个“盾牌”,能够让太阳的光和热透过,又能把带电粒子挡在外面。现在看来,电磁场可以说是地球的保护神,它保护着生命最重要的基本存在条件——「水」。

  • 「金星」早期是存在水的

「金星」这颗与「地球」几乎一样条件的天体上不可能没有水,因为金星的大气中探测到了很多「氘」,这是水分子瓦解之后留下的氢的同位素,在金星上发现有大量的氢同位素,表明过去有过大量的水分子。

星球不仅在形成的初期就保存着少量水分子,而且太阳系早期有一个庞大的“送水运输队”,大量的水资源就是通过它们输送的,这支“送水运输队”就是——「彗星」。这些巨大的冰雪球,都是来自太阳系边缘的冰库——「柯伊伯带」。

早期太阳系里的彗星比今天多得多,它们不停地给各个行星送去冻结的水资源,宇宙并不缺少水,宇宙有很多冰库,但宇宙缺少“游泳池”,那就意味着要把水分子融化在一个星球上形成液态水,这似乎是一个特别难解决的问题。目前为止,只有地球做到了,从天空掠过的长长「彗发」那都是生命的惊鸿一瞥,因为其中的确蕴含了生命的信息和元素,但它们绝大多数都是凄然的落幕,因为找不到能够落脚的港湾。

图解:彗星·结构示意图

水资源以及生命初级元素在太空中的挥霍和浪费,在宇宙中亘古不变地重复着,这支例行公事的“送水运输队”会挨家挨户的供水,包括金星,但是金星没有保护好自己的水资源,因为它没有遭到地球那样的碰撞,没有快速旋转形成的磁场,因此金星的水资源很快就被太阳风破坏而流失了,最后金星就变成彻底干旱的星球了。

  • 「金星」上的二氧化碳浓度只增不减

实际上金星已经连一点水蒸气都没有了,今天金星的上空有几十公里厚的云团,但它永远不会下雨,因为这是高温的硫酸云云,由于没有水,二氧化碳无法回收,金星上的二氧化碳几十亿年来浓度只增不减,现在已经累积到了地球的几十万倍,于是它的「温室效应」就表现出极端状态。

尽管早期地球的表面也非常热,可能一滴水都没有,全部变成了水蒸气,但是地球磁场使得这些水蒸气始终没有被太阳风破坏,磁场在地球上的上空漂浮,但不会离开地球,随着地球不断的降温后,水蒸气最终落在了地表,形成了海洋,于是回收二氧化碳的工程就开始了。

图解:地球磁场示意图

地球今天的二氧化碳只有金星的 1/10000,这都是水回收的效果,地球上曾经有过的二氧化碳基本上都变成了固态的碳酸钙,也就是「石灰岩」。今天,石灰岩已经成为美丽的风景,但是在几十亿年前,正是构成这些美丽岩石的气体曾经是多么惨烈地折磨着地球, 是水把它们凝固了,完成了一个生命星球的构建。

图解:石灰岩

可以说金星和地球只是因为一个动态的差异,因为地球遭到碰撞产生了磁场,而金星没有,导致金星和地球的演化结果完全不同,而这个动态的获得,也就是碰撞的概率,应该是由于地球和金星的轨道差异,很可能因为地球离太阳比较远,从而得到了机会,而金星离太阳比较近,太阳的引力会把碰撞的机会更多地干扰掉。所以从这个意义上说,地球和金星的不同命运与太阳之间的距离有着微妙的关系。


在生命星球诞生的过程中,除了所有的必须条件之外,还需要一个运气

也许,如果碰撞发生在金星,而不是在地球,那么今天有生命的星球很可能就是金星,而不是地球了,因为碰撞毕竟有着太多的偶然性。生命的诞生,那个不确定的碰撞概率,难道必须用两颗星球来尝试吗?

  • 至少,在太阳系里是这样的。

也许,金星是地球失败的替身,金星这个替身已经给我们表现出如果没有磁场、没有水,金星的地貌以及地质运动会和地球有哪些不同?也就是说,宇宙给了我们一个难得的机会,可以通过金星的情况来了解一个没有水的地球,经过了45亿年以后会是什么样子?

  • 影响地球地貌的最大力量来自「板块的移动」,这种移动的能量来自「地幔」,这种能量可以天翻地覆把旧的地壳重新回炉而促成新的地壳不停地生长,因此地球上的地貌都是比较年轻的

图解:地球板块移动

和地球一样,金星的地貌也是年轻的,它的内部热量和地球差不多,因此也会出现热量对地壳的更新,但是更新的方式却与地球截然不同,金星更新地貌的力量主要是「火山」。

金星拥有的火山数目至少是地球的几百倍,地球只有几千座火山,而金星至少有几十万座,更令人吃惊的是,火星的火山分布遍及整个星球。造成金星的火山如此活跃,就是因为金星没有地壳的运动,没有板块运动撕开地壳释放能量,于是金星只能以大量的火山口形式把内部的能量释放出来,那么金星为什么没有板块运动呢?

  • 因为金星没有遭到地球那样的撞击,没有损失由于碰撞而被甩出去的地壳物质。

地球的碰撞不仅获得了快速的旋转,而且大量的地壳物质被甩出形成了「月球」,而地球的地壳就变薄了。通过科学家的准确测定,月球的比重比地球轻一半,刚刚好和地球减轻的外壳物质比重一样。也就是说,地球把一部分外壳变成了「月球」。

  • 地球的地壳运动更重要的原因还是水的存在。

水一方面可以软化地壳的硬度。另一方面由于水这种流动性的液体在月球的作用下能够形成“跷跷板”式的潮汐力,使得地壳不断地受到压力,这种压力导致板块之间不断发生挤压和张裂,于是地球的地壳就在不停地运动。

图解:潮汐力

  • 金星的地壳明显比地球地壳厚重很多,地下的能量很难推动它,金星没有地壳的运动,于是就成了一个被火山主宰的世界。

「火成岩」,火山喷出的物质覆盖了金星表面85%的范围,有大量的熔岩流到低洼地区,形成了沟渠,金星上最大的沟渠居然长达7000公里,比地球上的长江还要长,很可能因为金星的温度高,熔岩凝固所需的时间长,所以岩浆就能流淌得很远。金星向我们揭示着一个类似地球的星球上,如果没有凉爽的水河流,那么它或许就会有炽热的岩浆流成河。

  • · 地球的地貌是年轻的,因为陆地板块在地球的表面不断地移动,使得板块的边缘不停地再生和消亡,新的高山不断隆起,而古老的海洋逐渐消失,地球的地貌一直在大拆大卸的重组之中。

  • · 金星的地表也是年轻的,几乎和地球一样,金星的地貌也在不停地改变和更新着, 不过金星地貌的改变,不是拆迁而是油漆式的,它永远不会更换地板,只是在地板上不断地刷漆,火山岩浆以及烟尘几十亿年来不断地覆盖金星地表,因此金星的地表也是年轻的。轰轰烈烈的火山喷发远不及板块的移动对地貌的破坏力大,火山刷再多的漆也不会破坏古老的大地构造,因此我们现在依然可以看到金星几十亿年前的地貌状况,或者说和地球相似的早期状况。

图解:金星地貌


太阳系的早期碰撞十分频繁,所有的岩石星球上都大量留下了碰撞的痕迹——「陨石坑」

地球上的陨石坑不多见,这是因为地球地壳的不断运动以及气候的风化把「陨石坑」都破坏了,导致我们不知道过去的地球究竟被多少陨石撞击过。

而金星的地貌几十亿年都没有太大的改变,基本是可以代表地球早期的情况,金星上的陨石坑不多,与其他的岩石星球充满陨石坑的情况相比,金星的表面简直太“光滑”了。如果说陨石坑是早年星球必须经历的“青春痘”痛苦阶段的话,那么金星没有这个烦恼。

图解:金星、水星、月球表面对比图

金星上的陨石坑为什么会这么少呢?

关键在于金星的大气很浓密,陨石在进入金星大气时会被大气燃烧掉,只有大约1%较大的陨石才能够落到金星的表面。

地球早期一定和金星比较相似,也是充满了二氧化碳的星球,不过这个时候的二氧化碳是保护了地球,因为在地球诞生生命的早期阶段,不能总遭到陨石的攻击,一次大的撞击可能就是一次大灭绝,因此早期的防毁灭性碰撞的紧迫性可能超过防温度效应缓慢扼杀的紧迫性。正因为早期浓密的二氧化碳,使得生命能逃过无数次的灭绝性碰撞,所以我们还应该感谢二氧化碳对于地球生命的保护。

随着太阳系越来越稳定,陨石碰撞逐渐减少,星球们度过了危险的“青青期”后,二氧化碳这个保护层就不需要了。在撞击概率逐渐降低的过程中,地球上的二氧化碳也在同步减少,太阳系的突袭警报彻底解除了以后,二氧化碳就达到了一个微量的水平。

归根到底是碰撞、旋转和磁场改变了地球的命运,使得我们能够在太阳的身边由衷地赞美它,而完全忽略它的残暴和狰狞,因此我们要非常的庆幸,那40多亿年前伟大的碰撞,我们要怀着非常感恩的心情来仰望天上的月亮,碰撞的副产品同时也是地球水资源和二氧化碳回收工程的参与者。

图解:地球早期一定和金星比较相似


当环顾宇宙时,却发现「金星」其实是如此的珍贵

人类对于宇宙一直怀有积极的期待,在广大的宇宙之中一直在努力寻觅与地球相似的行星,目前的确发现了和太阳系相似的星系,其中甚至还发现了很多行星。

  • 人类找到的第1个与太阳系相似的系统是「飞马51」,距离太阳系有50光年,「飞马51」是一颗与太阳相似的恒星,1995年人们在它的周围找到了一颗行星,它的质量比地球大150倍,相当于土星的大小,这颗行星名为——「飞马51b」。

  • 太阳系外行星系统「巨蟹55」,距离地球41光年,已经发现它拥有5颗行星,这些行星都很大,基本上都是气体行星,没有和地球以及金星相似的,其中最小的行星「巨蟹55e」质量也比地球和金星大80倍。

  • 2007年4月发现了一颗比较接近地球和金星的行星,离我们只有20.4光年的「葛利斯581e」,它是太阳系之外所发现的最小、同时也是与地球最为相似的行星,但是按其质量估计这颗行星也比地球大了一半,重了两倍。

通过对太阳系以外天体的探索,在太阳系外发现的行星中,能够达到金星与地球相似尺寸的星球很难见到,而金星因为一个并不大的失误都如此地拒绝生命,那么宇宙中找到可能存在生命的星球概率更小。当然对于「地外生命」的存在还是会不断地去寻找,毕竟我们知道宇宙这个物质体系能够创造生命。

金星依然是一个宇宙中比我们所知道的其它星球更多储存着生命希望的,没有被打开开关的生命工厂,它曾经在几十亿年前把生命的运气给了地球,那么作为它存在的受益者「地球生命」应该到了回报的时候了。


把金星改造成一个生命星球

1978年9月14日,前苏联发射了「金星12号」探测器,它在向金星下降的过程中,探测到金星上空闪电频繁,仅在距离金星表面11公里下降到5公里的这段时间,就记录到1000次闪电,金星上闪电的能量十分巨大,每一道闪电都达到5000万伏以上,这样巨大的能量,足以改变金星的大气环境和各种分子生态,或许就是这样的宇宙能量能把无机物焊接成有机物,只要电光闪耀金星就应该有生命的希望,当然这种希望必须改变金星地狱的状况之后,才能成为现实。

现在我们知道金星和地球的命运区别只是源于那一次产生「月球」的撞击,现在不妨做一个大胆的猜想——我们可以人为地给予金星一次猛烈的碰撞,把它撞歪,并且给它带来高速的自转,这样金星内部的等离子体就可以开始“发电”产生磁场,金星这个闲置的生命工厂也可以开工了,从此太阳风对金星的伤害被屏蔽了,水就能在金星上保存了。虽然现在的太阳系已经停止了“送水业务”,但是人类可以为金星供水。

也许,真的会有那么一天,我们能用自己的能力把金星改造成一个生命星球,那时我们的太阳系将会成为「多星球联合的生命系统”」。这样就是人类对金星深怀歉意的一种最好报答,也是人类对宇宙资源最伟大的开拓。

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