《當天文學遇上生物學》:從系外行星到生命起源

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火星應該是宜居帶內(nèi)可能存在液態(tài)水的行星,但沒有海的存在耘成。這是與地球的差異榔昔。火星就是一個不能居住生命(僅從視覺上推斷)的不毛之地凿跳。

一方面件豌,在地球上疮方,從赤道海洋蒸發(fā)的水蒸氣上升控嗜,開啟了大氣循環(huán)。水蒸氣形成云骡显,降雨滋養(yǎng)著生活在陸地上的植物疆栏、動物,滋潤著森林惫谤,維持著生命壁顶。而且,地球表面的 70% 被海洋覆蓋溜歪,由于海水具有不易變暖或變冷的性質(zhì)若专,所以海洋就成了巨大的蓄熱體。海洋既是散熱器蝴猪,也是加熱器调衰。另外膊爪,深海 2~3℃的近恒溫冷水與表層水之間進行著周期上千年的循環(huán),能夠很從容地應對變化嚎莉。即使大氣發(fā)生急劇的變化米酬,海洋也可以根據(jù)過去的記憶,整體上保持平穩(wěn)的氣候變化趋箩。

另一方面赃额,在火星上,巨大的龍卷風在干燥的紅色大地上瘋狂地肆虐叫确。沒有海洋跳芳,這恐怕與不存在生物的事實不無關系。那么火星為什么沒有海洋呢 ?

看了水這種物質(zhì)的相圖就明白了竹勉∩秆希火星除了平均溫度低至 -40℃外,大氣壓也極低饶米,低至 0.006 個標準大氣壓(地球的1/166)桨啃。這接近水的三相點(固體、液體和氣體共存的一組溫度和壓強數(shù)值)檬输。所以照瘾,即便火星上有水分子,冰融化后也不會變成水丧慈,而是直接變成水蒸氣析命。這就是火星沒有海洋的直接理由。的質(zhì)量太小逃默,只有地球的 1/10鹃愤。

目前尚不清楚火星上有多少冰,但即使火星上有很多冰完域,如果平均溫度一下子升高软吐,會形成海洋嗎?

答案可能是否定的吟税。

隨著氣溫的升高凹耙,可能會有大量的水蒸氣進入大氣中。釋放到大氣中的水蒸氣將大氣壓推高肠仪,到達水的三相點以上的狀態(tài)肖抱。

這樣,一時間是可以形成海洋异旧,但這種狀態(tài)很難持續(xù)意述。原因是,火星的引力太小,水蒸氣會逃入宇宙空間荤崇,火星表面無法保持足夠的大氣壓镐依,水就又回落到三相點以下。結果天试,海洋可能無法長期穩(wěn)定地存在槐壳。

總之,火星的質(zhì)量只有地球的 1/10喜每,過于輕了务唐。同樣道理,只是地球質(zhì)量 1/80 的月球即沒有水也沒有大氣带兜。通常枫笛,天體越重,大氣的量就能保持越多刚照。

換言之刑巧,即便在宜居帶內(nèi),如果行星沒有達到一定的質(zhì)量无畔,也不會有大氣和水的存在啊楚。質(zhì)量的標準估計約為地球的幾分之一。

因此浑彰,即使是巖質(zhì)行星恭理,如果不考慮其質(zhì)量的大小,也無法確定其生命宜居的可能性郭变⊙占郏……

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