適合人類宜居的星球,可能是海洋的世界?

我們地球上超過70%的區(qū)域都被水覆蓋,而且我們傾向于認(rèn)為很多。一項新的研究表明,我們的世界在這方面很特殊,大多數(shù)可居住的星球都由海洋占據(jù),這些海洋消耗其表面積的90%以上。這可能對原始海洋生物有好處,但對有抱負(fù)的文明卻沒有好處。

(圖片:星際)

皇家天文學(xué)會月刊發(fā)布的一項新研究表明,大多數(shù)宜居行星都是濕的。喜歡,非常潮濕。巴塞羅那大學(xué)宇宙科學(xué)研究所的天文學(xué)家弗格斯·辛普森(Fergus Simpson)使用計算機模型發(fā)現(xiàn),宜居系外行星,至少是模擬系外行星,往往會被水淹沒,在大多數(shù)情況下,它們占總表面積的90%或更多。

這一發(fā)現(xiàn)表明,地球擁有廣闊的土地,在宇宙的宇宙觀中是獨一無二的,而且我們的行星雙胞胎可能比我們想象的要難找到。更重要的是,這也許可以解釋為什么我們從未接觸過地球外的智能-這一結(jié)論被納入了稀土假說(稀土假說),即包含復(fù)雜生命的類地球行星在宇宙中極為罕見。

這張USGS圖片顯示了一個包含地球所有水的球體的大小,與地球的大小相比??雌饋硭坪醪欢?,但我們的星球相對平坦,因此需要花費很多時間。圖片:USGS)

正如辛普森(Simpson)在他的新研究中指出的那樣,如果要同時容納廣闊的陸地和廣闊的海洋,那么行星必須達(dá)到一定的平衡。控制這種平衡的因素包括行星表面上的水量,可用于存儲行星的空間以及從寬廣的海盆到山脈等動態(tài)地形特征的存在。如果海洋相對較淺,而陸地海拔較低,則多余的水將消耗地球的絕大多數(shù)表面。在地球上,全球地形使地球大約29%的表面積保持在水上。長期以來,該比例一直保持相對穩(wěn)定,從而允許出現(xiàn)諸如我們這樣的復(fù)雜陸地動物。

辛普森(Simpson)的最新研究表明,就此而言,地球是一個離群值,并且大多數(shù)鎖定在其寄主恒星宜居區(qū)域內(nèi)的陸地行星(即,液態(tài)水可以保留在地表的舒適小生境)就是水世界。但是,如果我們仔細(xì)觀察一下我們的星球,實際上距離自己完全浸入水中并不遙遠(yuǎn)。如下圖所示,只有一個狹窄的窗口存在大面積的土地和水。因此,正如辛普森(Simpson)在他的新研究中指出的那樣,宜居系外行星往往以水或土地為主。

至少在理論上。辛普森(Simpson)的模型不是基于真實系外行星的觀測結(jié)果,而是對行星形成的最佳猜測,以及我們在這些假想世界中可以期望找到多少水。

沒有參與這項研究的天體物理學(xué)家肖恩·雷蒙德(Sean N. Raymond)在接受Gizmodo采訪時說:“我對這篇論文有些疑惑?!?“我發(fā)現(xiàn)從N = 1推斷的研究很有趣,但很難解釋。在這種情況下,有很多未解決但相關(guān)的問題?!?/p>

地球上的大部分水都是通過小行星和彗星來的。

確實,行星如何獲取水的問題仍然是一個爭論的問題。普遍的理論是地球上的大部分水是由小行星和彗星輸送的。如果是這樣,那么幾乎不可能預(yù)測任何給定星球上的水量。為了使我們確定,我們需要知道輸送到我們大小和位置的行星上的平均水量。但是每個恒星系統(tǒng)都是不同的,它們具有不同數(shù)量的小行星,彗星和水,更不用說鄰近的行星也在從天堂吸收水。

雷蒙德說:“在地球行星形成的'經(jīng)典模型'中,向地球的水輸送是非常[隨機的],因此可以想象,備用地球的水量要多十倍?!?“但是,在我們的新型號中,輸送的水少得多,但輸送更可靠?!崩酌傻滤f的是觀察到內(nèi)部太陽系缺水,而外部太陽系富含水。

麻省理工學(xué)院地球,大氣與行星科學(xué)系的研究生亞當(dāng)·薩拉夫安(Adam Sarafian)對Gizmodo表示:“水世界永遠(yuǎn)都超出了我們所說的'雪線'?!?“雪線存在于行星形成之前的早期太陽系中。超出界限,水可能像冰一樣凝結(jié),因此外部太陽系中的水體富含水,內(nèi)部太陽系中的水貧乏。因此,我們預(yù)計水世界將存在于外部太陽系中,而相對干燥的行星將存在于內(nèi)部太陽系中。”

并未參與這項新研究的薩拉菲安(Sarafian)目前正試圖弄清為什么地球有這么多的水以及什么時候到達(dá)這里。薩拉法安說:“最近的證據(jù)表明,內(nèi)部太陽系很可能在很早的時候就注入了大量的水,因此火星形成后不久可能看起來像地球(部分是水世界)?!?“觀察靠近太陽的行星的一個優(yōu)點是,由于雪線的存在,這不允許它們成為水世界,因為太陽為生命提供了大量能量,并且可以在地面上提供液態(tài)水,因為反對冰?!?/p>

薩拉菲安(Sarafian)認(rèn)為,辛普森(Simpson)的這項新研究是這次大型對話的一部分,而這次對話主要是關(guān)于尋找最佳生活場所的猜測。

《水世界》是一部電影,但至少在科學(xué)上是正確的。

但是,除了地球如何獲取水以外,還有其他因素需要考慮,例如深海與地球地幔之間的相互作用如何調(diào)節(jié)海洋的深度。例如,地球可能具有獨特之處,因為它具有異常深的水盆。需要更多的研究來確定是否是這種情況。

辛普森本人考慮了其中一些影響,并讓他的測試模型解釋了深水循環(huán),侵蝕和沉積過程(即,將沉積物,土壤和巖石添加到陸地上的過程)。盡管如此,他仍然發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下水是主要的表面特征。有趣的是,他發(fā)現(xiàn)海洋較小的行星具有以沙漠為主的陸地。而且,幾乎可以保證像地球一樣大的行星都是水世界。

辛普森告訴Gizmodo:“較大的行星被認(rèn)為更容易泛濫,這有兩個原因?!?“一個是,如果它們的成分相同(水的質(zhì)量百分比),那么它們的海洋就會更深。第二個原因是它們較高的表面重力使其很難受到如此大的表面擾動[動態(tài)拓?fù)涮卣鱙?!?/p>

如果辛普森(Simpson)的結(jié)論是正確的,則意味著我們的地球已經(jīng)在陸地和海洋之間達(dá)成了良好的平衡-這一觀察結(jié)果可能有助于解釋為什么我們的文明出現(xiàn)在地球上(盡管有人會說,高科技的可能性不大,工業(yè)規(guī)模的文明可以在被水消耗的世界上發(fā)展)。實際上,辛普森說,人為選擇效應(yīng)正在發(fā)揮作用。這是一種幻想地球是怪異行星的說法,因為如果不是怪異行星,我們就不會在這里看到它。

當(dāng)然,人類原則的問題在于它是無法測試的。但值得慶幸的是,這種新的水世界理論是。

辛普森說:“令人振奮的方面是,我們離測量地球系外行星的大氣成分可能不太遠(yuǎn)?!?的確,有了下一代望遠(yuǎn)鏡,包括位于太空中的望遠(yuǎn)鏡,我們將能夠掃描系外行星的大氣層,以確定表面上可能有多少水。

此外,科學(xué)家將需要弄清楚我們的星球成為奇異球的各種方式以及原因。在此之前,讓我們慶祝一下地球是銀河系的怪人這一事實。

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