2016
05/24
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太空地外文明搜索:反思地球的独特环境

发布时间:2016-05-24 11:00:29
张承民/文(作者系中国国家天文台研究员)美国宇航局2016年5月12日宣布,开普勒太空望远镜在寻找第二个“地球”的过程中,发现了1284颗行星,这使得人类已知的行星数目增加到3200颗。 不过,这一振奋人心的消息也令人微微伤感, 那就是依然没有找到任何地外生命的迹象, 使得“宇宙 ...

太空地外文明搜索:反思地球的独特环境

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张承民/文(作者系中国国家天文台研究员)

美国宇航局2016年5月12日宣布,开普勒太空望远镜在寻找第二个“地球”的过程中,发现了1284颗行星,这使得人类已知的行星数目增加到3200颗。 不过,这一振奋人心的消息也令人微微伤感, 那就是依然没有找到任何地外生命的迹象, 使得“宇宙移民”的梦想变得渺茫而缥缈。

面对这一充满希望而失望的莙境,人们再次反思地球的独特性。为什么只有地球孕育了生命? 地球的哪些独特环境是生命的必须条件, 人类为什么幸运的诞生在地球上? 这些特殊环境是被“设计”出来的吗?那么,谁是地球和人类的总设计师?

我们不妨再次思考地球孕育生命的那些独特条件, 重新认识地球的珍贵弥足之处, 探索地球与宇宙的神秘关联。

太空地外文明搜索:反思地球的独特环境

1.水是生命的源泉, 太阳系八大行星之中只有地球是拥有水源。假如地球上没有水,生命必将枯萎。 那么,地球上的水来自哪里? 这一直是个争论的学术问题。比较典型的说法是, 地球诞生之初就有水, 那时大气或地表中的氢与氧化合成水分子, 逐步积累形成现在的海洋; 另有观点认为, 彗星可以携带水,与地球碰撞也可以形成海洋。 其它八个行星即使有“天水”降落, 但由于其自身物理环境不匹配,要么太热或者引力场太弱,因此无法将水存留在其星体表面。

2.氧气是我们赖以呼吸的基本元素,一旦地球缺氧,大量生物将面对灭顶之灾。 氧气可以由光合作用产生出来, 森林及植物吸收二氧化碳而释放出氧气。 假如我们过度排放大气污染,盲目砍伐森林和雨林,那么地球的氧气也将随之减少,这将进一步恶化生命的呼吸环境。

3. 地球大气圈和臭氧层也是地球生命的保护伞,臭氧分布在20-50千米的高空,它可以吸收紫外线,保护地球生物免受高能紫外线的伤害。 据报道,近年南极上空臭氧层空洞面积增大,导致澳大利亚的皮肤癌患者有所增加。

4. 地磁场也是地球生命的盾牌。 每当太阳黑子大规模爆发, 喷发大量高能带电粒子,它们以“太阳风”的形式吹向地球, 一旦直接打在人体上, 也将导致不幸的损伤。 由于地磁场的作用,改变了带电粒子的运动方向,将其引至地磁的两极,产生色彩斑斓的极光现象,从而保护了地球上的生物。据推测,火星由于缺少了磁场,太阳风摧毁了火星大气层,使之逃逸到太空中。

5.地表温度适中使海洋处于流体状态, 创造出舒适的生命环境。假如地球距离太阳过近或者过远, 地表温度过热或者过冷,这都是地球生命的“杀手”。 地球太热,水分蒸发过多,生物将失水而亡; 地球太冷,海洋结冰面积过多,生物活力锐减甚至冻死。 总之,地表极端热冷或者分布不均都是生命存活与持续的障碍。

6.地球引力场强度适当也是生命的福音。 假如地球引力场偏弱,常温下大气分子的运动速度大大高于地球的逃逸速度,那么大气层分子将飞向太空,引力场无法罩住大气层。 月球的引力加速度相当于地球的六分之一,这也是其缺少大气层束缚力的原因之一。

7.地球大气和地层环境的无毒害物质成分是生命的基础。假如地球大气充满二氧化碳,不要说人类呼吸困难,温室效应也让人类难以生存。而地球的大气成分正好适合生命的循环,其氮气和氧气含量分别是78% 和21%;甲烷/二氧化硫/重金属气体,这些致命杀手在地球大气层含量低微,而地球的土壤主要由无毒的矿物质和有机质等物质组成,这些条件为生命孕育提供温床。

8. 月球也是地球生命生生不息的发动机。 假如没有月球,我们不仅失去嫦娥的梦想,也可能引发生态危机。 月球的月周期已经是地球生命体的“生理”周期, 其潮汐力导致大气层和海洋、以及地球内部的周期性形变, 推动地球物质流动而交换循环。缺少月球的地球,大洋流动减慢,大气环流减弱,全球冷热循环变弱, 这让生命维持环境变得冷热不均, 最终引发全球生态链条的循环失调。 所以,不夸张的说, 月球是地球生命维持的发动机, 它的调解作用是环境平衡的基础。 一旦月球消失, 我们可能面对灾难来临。

9. 太阳系在银河系的独特位置也是生命存活的条件。银河系是宇宙中一个普通星系,其分布形状如同一个螺旋状的铁饼,直径大约是10万光年,而太阳系处于银心外2.5万光年的位置。 假如太阳系靠近银河系心脏中央处, 那里恒星数目很多,接近400万太阳质量的中心黑洞,其“生态环境”相互作用剧烈,各种碰撞频繁,高能粒子流动强烈,地球的生命体很难在大量宇宙线的冲击下安然无恙。 所以,我们要感谢太阳系的选择,它远离了星系的危险“是非之地”。

10.地球转动轴与日地轨道面(黄道)法线交角是23.5度,这是一年四季的起因。由于存在明显的四季交替,太阳的辐射热量的分配使得南北半球冬夏交替,这一冷热分布推动大气南北向流动。 假如地轴与黄道面垂直,地球就没有四季之分,每天一样的天气使生命体缺少生机。 另外,假如地轴与黄道面平行,那么地球的某些位置被太阳长期照射而过热,而另些位置几乎没有阳光辐射而过冷,这不利于生命的孕育和持续发展。

太空地外文明搜索:反思地球的独特环境

综上分析, 我们关于地球生命诞生的环境是异常独特的, 满足上述十个条件的行星,宇宙中可能凤毛麟角,这就是为什么难以找到“第二个地球”。 进一步扪心自问,地球如此之多的奇特条件, 是其偶然而幸运地选择,还是某种力量的刻意而为? 月球选择了围绕地球的好位置,地球也选择了恰当的太阳系位置, 太阳系还身处银河系的优越位置,然后再附加一系列极其独特的地球物理条件,然后在地球又出现和进化了人类,我们一起开始思考宇宙的一切。 难道地球的一切全部是偶然的进化、随机选择? 假如这是随机选择, 我们应该发现那些满足地球环境8个独特条件、至少3个条件的行星吧。 显然,开普勒太空望远镜的搜索否定了我们的期望。 假如地球的一切不是偶然发生的, 那么是谁选择了地球并创造了我们? 参照迄今观测到的宇宙天体环境, 我们被迫推论,人类和地球可能是被“精心设计”出来的; 进一步的推论是, 地球上许多重大事件是这个宇宙“总设计师”的意志体现。 难道我们人类是一群宇宙实验室的“白老鼠”和“黑老鼠”吗? 近万年来, 人类进化的“断层”也是某种力量的刻意而为吗?我们曾经一度认为,人类就是地球的主宰,然而重新反思地球神奇而独特的生命循环条件、思考开普勒太空望远镜探测“新地球”无果的原因, 我们似乎准备迎接另一个猜想,那就是: 人类不是地球的主宰,而是被一个神秘的力量而控制。因此, 除了继续太空探索“新地球”, 还要重新思考这个“老地球”在宇宙中的特殊位置,找寻人类和生命的真正意义与使命。

尽管科学家在宇宙深处还没有找到第二个地球,目前珍爱地球依然是唯一的选择。 地球是我们生命的摇篮,还是目前唯一的家园。地球生命与地球环境构成了互相依赖的循环体,彼此需要,互为前提,任何链条的失序将导致生态系统瓦解。 或者说,我们的生态链非常脆弱,任何过度改变将面对“不可逆翻转”的风险。 所以,至少目前来看,适应环境并保护环境是我们生命延续的基础, 大幅度地破坏和改变自然环境必然导致各种地质灾难,诸如洪水、瘟疫、火灾和地震。 审视反省我们的生存态度, 忏悔而怀古,中华祖先的“天人合一”哲学或许是地球生命延续的最高真理。 一目了然,盲目的工业化开发、贪婪的生活方式、无视环境的**行为,这些都是地球生态系统的克星, 最终必然反作用到地球生命环境,步恐龙之后尘并以灭绝人类而收场。 平心而论,与其苦苦寻找第二个地球,不如反思如何爱护唯一的地球。 即使找到第二个地球, 在我们实施宇宙移民之前,地球生物可能就被破坏殆尽,早已生灵涂炭了。 尽管我们确信宇宙中存在另一个“新地球”,还是首先修理和善待我们这个46亿岁的“老地球”。或许,外星人居住的行星正在面对环境恶化,她们设法寻找另一个“地球”去移民。 正好类比,我们的地球也许就是外星人的“美洲大陆”, 倘若如此,她们也像欧洲殖民者一样“善待”玛雅人吗? 这一切只有等待找到那个宇宙“总设计师”来回答了。

一位生态学家说,当恐龙的**腐烂发臭时,恐龙还在贪婪地啃咬最后一片森林。为了原谅人类的贪婪过失,天文学家编造了一个天方夜谭的故事:一颗小行星碰撞地球导致了恐龙灭绝。

原标题:太空地外文明搜索:反思地球的独特环境

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