宜居星球的必备条件(为什么地球适宜,而其他星球却不行)
宜居星球的必备条件(为什么地球适宜,而其他星球却不行),近年来,人们对太空探索的兴趣出现了复苏,让我们再次梦想着殖民行星和重新探索月球。当我们考虑探索这些新世界时,首先想到的问题之一是人类能否在
近年来,人们对太空探索的兴趣出现了复苏,让我们再次梦想着殖民行星和重新探索月球。
当我们考虑探索这些新世界时,首先想到的问题之一是人类能否在那里生活。让我们开门见山,简单地回答这个问题。
太阳系中有哪些适宜居住的行星?
据我们所知,地球是太阳系中唯一适合居住的行星。原因有很多。
1. 它是唯一一颗表面有液态水存在的行星。
2. 它是太阳系宜居带内唯一的行星。
3. 地球的大气条件适宜人类居住。
为了能在太阳系的其他星球上生活,人类必须利用科学和工程技术来开发能够访问其他星球的技术。宇宙飞船、宇航服、生命维持系统、水收集方法和栖息地等都是我们踏上另一个星球所必需的。
但让我们先退一步,分析一下是什么让一颗行星适合居住。
什么是宜居星球?
当一颗行星具有可能支持生命的条件和环境时,它就被认为是宜居的。虽然这个答案看起来有点模糊,但它确实存在,比如地球。这是我们唯一一个已知生命存在的行星样本。正因为如此,我们甚至不完全了解地球上生命是如何起源的,所以要知道生命可能在哪些条件下发展是很困难的。
一颗行星不需要包含生命就可以被认为是可居住的,它只需要有可能通过“原始汤”类型的情况或通过生命起源说(生命形式来自陨石的其他地方)来发展它的条件。
一颗行星也不一定要在其恒星系统的宜居带内才能被认为是宜居的。宜居带是指恒星周围有行星系统的区域(如太阳系),行星必须位于该区域,以便在其表面有液态水,这是因为行星表面有水极大地增加了行星适合生命生存的可能性。
同样重要的是要注意,一个适宜居住的星球并不一定意味着它适合人类居住。即使一个世界可以支持生命形式,这并不意味着我们可以轻易地在上面行走。我们的身体是为适应地球的大气和重力条件而进化的。即使是相对较小的大气压力变化也可能意味着我们的肺部无法呼气,或者不同的空气成分会使空气变得对我们有毒。
因此,总而言之,一颗行星即使还没有任何生命形式,也有可能维持生命,也被认为是适宜居住的。
行星适宜居住的特征
一颗行星是否适合居住并不是一个肯定或否定的问题。它更多地是基于多种因素来衡量它维持生命的能力。
为此考虑的特征如下:
1. 行星有没有液态水?
2. 存不存在冰?
3. 水(或冰)的特征,如盐度和pH值。
4. 必需营养素(碳、氢、氧、氮、磷、硫)的可用性。
5. 重金属含量低,否则环境变得过于有毒(锌,铜,镍,砷等)
6. 获得太阳能。
7. 地球化学能量剂(氧化剂、还原剂、氧化还原梯度)。
8. 行星上的温度高低,以及温度的波动区间大小。
9. 大气压力。
10. 宇宙辐射水平。
11. 有没有大气层隔离紫外线?
12. 气候。
13. 酶作用物。
14. 大气中CO2的浓度。
值得注意的是,这是基于我们所知道的一切,即像我们这样的碳基生命形式繁衍生息的必要条件的基础上的。也完全有可能在其他环境中存在着其他类型的生命形式——例如,一些科学家提出了硅基生命形式的理论——但目前还未被证实。
太阳系中可居住的行星
金星和火星适合居住吗?那其他星球呢?让我们分别看看它们,找出它们能或不能适合生命生存的原因。让我按离太阳从远到近的顺序排列。
水星
水星离太阳太近了。这在很多方面都不利于它维持生命的存在。首先,它太热了,它的表面温度可以达到427°C。这使得它的表面不可能支持液态水,因为它会立即蒸发。不仅如此,水星还不断受到强烈太阳风的轰击,在水星上几乎不存在大气层。
结论:水星不适合居住。
金星
金星离太阳足够远,所以有稠密的大气层。但它有一个问题,它的大气层太密集了。这是因为金星经历了温室效应,因为它的大气主要是二氧化碳。这捕获了金星上所有的热量,使其表面成为人间炼狱。事实上,金星是太阳系中最热的行星。与水星一样,这也意味着它不可能存在液态水。
结论:金星不适合居住。
火星
火星是太阳系中支持生命的最佳候选者(当然,除了地球)。虽然它的大气层很薄,它的温度很极端,但并不会使它无法支持水,但最近发现,它很可能存在液态水,即使不是在它的表面,至少也在它的冰极下方。关于火星还有很多东西需要了解,这就是为什么它是我们在太空探索方面的主要研究目标,但就目前而言,我们不能完全放弃火星可能存在生命的可能性,即使它是微生物。
结论:火星适合居住吗?也许吧。
木星,土星,天王星,海王星
这四颗行星都是气态巨行星,这意味着它们没有固体表面。这显然意味着他们不可能拥有液态水的海洋。尽管它们都有大气层,但没有一个对生命是非常友好的。再加上高压、狂风、风暴和极冷的温度,我们所知道的生命条件根本不存在于这些气体行星中。
结论:这些气体巨星不适合居住。
总结
一颗行星的宜居性是由几个因素来衡量的,包括液态水储量、冰储量、大气成分和营养物质的存在等等。地球是太阳系中唯一一个适合居住的行星。太阳系中的其他行星都不太可能适合居住,除了火星,即使像火星这样的行星,适合居住的可能性也不高。