太陽系的歷史中存在著一個令人著迷的謎題,那就是曾經(jīng)有三個類似地球的行星,但如今只剩下地球一個能夠維持適宜生命的星球。這個問題似乎在提醒著人們應(yīng)該如何關(guān)注和維護生態(tài)環(huán)境,同時也促使我們發(fā)展宇宙技術(shù)。
一、關(guān)于三個“地球”的存在
1.三個“地球”的特征
在40億年前的太陽系中,地球、火星和金星這三顆行星被稱為“地球”,它們在當(dāng)時的自然條件下具備了適宜生命存在的特征之一,其中最為關(guān)鍵的特征是擁有液態(tài)水。液態(tài)水對于碳基生命的起源、演化和存續(xù)至關(guān)重要。
2.液態(tài)水存在的條件
液態(tài)水需要滿足一定的條件才能存在。水必須處于適宜的溫度范圍內(nèi),才能保持液態(tài)狀態(tài)。液態(tài)水需要一定的壓力來維持其液態(tài)狀態(tài),不會凍結(jié)或蒸發(fā)。
火星和金星作為“地球”的衰落 在40億年前的太陽系中,火星和金星曾經(jīng)具備大量液態(tài)水存在的條件。這是由于它們與太陽的距離適中,不過近也不過遠(yuǎn),在其表面的大部分區(qū)域都能保持液態(tài)水所需的適宜溫度。同時,火星和金星擁有足夠厚度的大氣層,為液態(tài)水提供了必要的壓力,使其保持液態(tài)狀態(tài)。
二、導(dǎo)致火星和金星無法再維持適宜生命存在的環(huán)境的條件
1.火星的衰退
盡管火星曾經(jīng)存在液態(tài)水,但它失去了這個條件。火星的體積相對較小,導(dǎo)致其內(nèi)部很早就失去了熱量,喪失了產(chǎn)生磁場所需的能量來源。當(dāng)火星失了磁場后,太陽風(fēng)中的帶電粒子便可以直接接觸到火星的大氣層,逐漸剝離和稀釋了火星的大氣。這使得火星的大氣層變得非常稀薄,無法再提供足夠的壓力來維持液態(tài)水的存在。
火星的表面地殼活動幾乎停滯,沒有像地球上的板塊構(gòu)造和火山活動那樣能夠持續(xù)地釋放內(nèi)部的熱量和能量。這導(dǎo)致火星的地殼冷卻和凝固,不再具備地殼活動所需的熱力條件,進一步削弱了火星保持液態(tài)水的能力。
2.金星的衰退
金星是太陽系中最接近太陽的行星,受到了極端的高溫和強烈的太陽輻射。金星的厚重大氣層中富含二氧化碳,這導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的加劇。溫室效應(yīng)使金星的表面溫度升高到約470攝氏度(878華氏度),高得足以融化鉛。
這樣高溫的環(huán)境對液態(tài)水來說是不可容忍的,水分子會被加熱至蒸發(fā),從而失去了液態(tài)狀態(tài)。金星的大氣層中的水分子也逐漸分解為氫和氧,并且由于金星沒有磁場保護,太陽風(fēng)可以直接吹走金星的氫氣和氧氣,使得金星失去了大部分的水和氣體。
金星的大氣層厚度也導(dǎo)致了極高的表面壓力,這對生命的存在也是不利的。
三、地球的保持和挑戰(zhàn)
1、適宜的距離和軌道:地球距離太陽適中,使得地球表面的溫度可以維持在適宜的范圍內(nèi),不過熱也不過冷。地球的軌道相對穩(wěn)定,使得季節(jié)變化相對平衡。
2、穩(wěn)定的大氣層:地球擁有穩(wěn)定而厚實的大氣層,這為液態(tài)水提供了足夠的壓力,同時也保護地球免受太陽風(fēng)和輻射的直接影響。
3、活躍的地殼和板塊構(gòu)造:地球的地殼活動和板塊構(gòu)造為地球內(nèi)部熱量的釋放提供了途徑。這些活動包括地震、火山噴發(fā)等,有助于維持地球內(nèi)部的熱力條件,保持地球的溫暖和液態(tài)水的存在。
地球也面臨著一些挑戰(zhàn)。人類活動的影響導(dǎo)致了氣候變化和環(huán)境破壞,這對地球的生態(tài)系統(tǒng)和氣候平衡造成了威脅。人類需要采取措施來保護和可持續(xù)地管理地球的資源,以確保我們能夠繼續(xù)享受地球提供的適宜生命的條件。