宇宙浩如煙海，茫茫無際，類似地球的行星可以說是以萬億計。僅在太陽系，就有金星和火星兩顆星球和地球一樣同樣位于宜居帶，但令人驚奇的是，只有地球誕生了生命，并且進(jìn)化出了人類。

天文學(xué)家告訴《科技周刊》記者，地球成為太陽系唯一有生命的星球，原因在于它的“天時地利人和”，恰巧的大氣、水和磁場環(huán)境，使我們成為浩渺宇宙的幸運兒。

金星和火星為什么不宜居?

“宜居帶”也叫“可居住區(qū)域”。對于任何動物、植物以至于微生物來說，都會有一個最合適其生存的地帶。在太陽系，這個地帶位于金星、地球、火星這三顆行星之間。

如何理解太陽系宜居帶?江蘇省天文學(xué)會科技傳播專家劉慧根解釋，把恒星比喻成一個發(fā)光發(fā)熱的物體——火堆，人如果靠得太近就會被灼傷，靠得太遠(yuǎn)就會感覺到寒冷，靠得適中才會感覺舒適。太陽系內(nèi)的其他六大行星，要么太近，要么太遠(yuǎn)，比如水星距離太陽最近，白天表面溫度達(dá)到427攝氏度，再如木星和土星距離太陽太遠(yuǎn)，表面溫度都在零下100攝氏度，生命無法生存。

“合適的溫度下才可能存在液態(tài)水，從人類發(fā)射探測器獲得的結(jié)果來看，金星和火星表面上都曾經(jīng)存在過液態(tài)水，因此一般認(rèn)為太陽系宜居帶為金星到火星的范圍。”劉慧根說，宜居帶的必要條件離不開液態(tài)水，而地球表面大部分被海洋覆蓋(達(dá)到71%)，從地球經(jīng)驗來看，液態(tài)水(海洋)是生命的搖籃，行星上只要發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的痕跡，就有可能孕育過生命，因此一個大膽的猜測是：金星和火星存在過液態(tài)水的痕跡，有可能曾經(jīng)出現(xiàn)過生命。

20世紀(jì)初，曾有人認(rèn)為火星和金星是人類生活的可能之地。但隨著人類探測技術(shù)的發(fā)展，這個可能被否定。金星的大氣中96%為二氧化碳，雖然不是離太陽最近，但由于其溫室效應(yīng)，表面溫度可達(dá)480攝氏度，空氣中經(jīng)常落下毀滅性的硫酸雨，特大風(fēng)暴比地球上的12級臺風(fēng)還要猛烈數(shù)倍。至于火星，在這顆紅色的行星上生活就像住在兩倍于珠穆朗瑪峰的高度上?；鹦堑拇髿鈮毫χ挥械厍虻?%;無論白天還是夜晚，溫度都在0攝氏度以下。

“雖然同樣位于宜居帶，但是金星和火星的溫度、大氣、水環(huán)境使人類無法生存，只有地球進(jìn)化出生命的綠洲。”劉慧根介紹，首先地球擁有合適的大氣。眾所周知，從人類宜居的角度來看，大氣中的氧氣必不可少。“金星同樣擁有大氣，但是金星中大氣都是還原性氣體，幾乎沒有氧氣。地球上生命的起源和演化認(rèn)為，地球產(chǎn)生的低級生命主要是細(xì)菌，大多應(yīng)該是厭氧細(xì)菌，在它們生存的過程中會排出氧氣到地球大氣中，再如植物的光合作用，它們可以吸入二氧化碳排出氧氣。不要小看這些排出的氧氣，隨著時間的推移，足夠改造行星的大氣，進(jìn)而為人類這樣的智能生命的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。”總之，炙熱、氣態(tài)的行星表面都難以駐留生命，而地球的表面出現(xiàn)了合適的大氣，還有磁場、適宜的溫度、液態(tài)水等各種因素的保障，為生命提供了一個完美的棲息場所。

月球和地球的位置相同，但“命運”不一

數(shù)據(jù)統(tǒng)計，近百年來，人類發(fā)射的火星探測器數(shù)量要高于金星，人類更青睞于火星的緣由是什么?劉慧根說，“一開始科學(xué)家對金星和火星都發(fā)射過探測器，但金星表面環(huán)境太過惡劣，發(fā)射成功率非常低。比較而言，科學(xué)家更傾向于去探測環(huán)境沒那么惡劣的火星，到目前也發(fā)射了不少成功的火星探測器，中國的天問一號也在旅途中。”

地球和月球同樣距離太陽相同的位置，為何月球上沒有誕生生命?劉慧根解釋，月球本身沒有大氣，導(dǎo)致太陽光照面和晝夜的溫差非常大，生命很難存活。即使月球曾有過大氣，由于缺乏磁場保護(hù)和月球的低重力，大氣很難維持。月球沒有大氣，缺乏液態(tài)水，也就沒有孕育生命的溫床，加上月球常年遭受隕石的撞擊，在其表面形成了很多大大小小的隕石坑，隕石的墜落帶來不穩(wěn)定的生存環(huán)境，因此月球是不太“宜居”的。

有說法認(rèn)為，金星是曾經(jīng)的地球，火星是未來的地球。對此，劉慧根表示，地球的早期環(huán)境確實和現(xiàn)在的金星類似，地球剛開始形成的時候，由于遭遇很多天體的碰撞，地球表面溫度會比現(xiàn)在高得多，到處是巖漿的海洋。“小行星和彗星等天體的撞擊導(dǎo)致了地球地殼破裂，高溫讓水合物中的水分徹底蒸發(fā)成水汽進(jìn)入了大氣，長達(dá)數(shù)百萬年的時間里，大量水汽充斥天空，地面則是連續(xù)不斷的火山噴發(fā)和小行星撞擊，這樣的地球簡直就是末日，地面溫度高達(dá)數(shù)百度，和現(xiàn)在的金星類似。”

出現(xiàn)“火星是未來的地球”這種說法在于火星或許曾經(jīng)存在磁場，但是由于各種原因，火星內(nèi)部活動減弱，無法維持火星磁場，如今磁場已經(jīng)基本消失，人們擔(dān)心地球會重蹈火星的覆轍，丟掉保護(hù)地球的磁場。“火星內(nèi)核早已冷卻，無法支持全球的偶極磁場，因此從數(shù)十億年前開始，太陽風(fēng)就在不斷剝離火星的大氣，直到現(xiàn)在火星僅有稀薄的大氣層，成分以二氧化碳為主。”劉慧根說，磁場能抵抗外來的高能粒子輻射，阻擋紫外線，防止水的流失。磁場消失后，火星的大氣變得非常稀薄，火星也就不再宜居，假如數(shù)十億年后地球內(nèi)核冷卻磁場消失，或許也會變得像火星一樣失去大氣，我們也就失去了保護(hù)生命的重要屏障。

木星曾是地球宜居的保護(hù)神

從太陽系九大行星的位置來看，離地球不遠(yuǎn)的位置上還有一顆木星，雖然不在宜居帶，但是木星也為地球宜居創(chuàng)造了條件。“木星雖然不宜居，但是太陽系演化的早期，它幫助清空了內(nèi)太陽系大量的小天體，讓地球軌道附近變得相對空曠，大大降低了小天體撞擊地球的概率。”劉慧根說，大家都知道恐龍的滅絕大概率是因為一顆小行星的撞擊，小天體的碰撞對地球上的生命有潛在威脅。

當(dāng)然，遭受小天體的撞擊也不是一無是處，有部分假說認(rèn)為地球生命來源于小天體撞擊地球。“有一種可能是小天體上攜帶氨基酸、蛋白質(zhì)甚至微生物，這些生命體恰巧遇到地球合適的環(huán)境，并逐漸繁衍。”還有一種假設(shè)認(rèn)為，小天體撞擊地球后引起火山爆發(fā)等地質(zhì)運動，把地球內(nèi)部的一些磷、氮元素釋放出來，這些元素對于生命的形成都至關(guān)重要。

劉慧根認(rèn)為，木星的存在是一把雙刃劍。“太陽系形成的早期，木星確實幫助地球清空了很多小天體，給地球創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境。但目前來看，即地球產(chǎn)生生命之后，太陽系的小天體也會受到木星的擾動，靠近地球軌道，對地球產(chǎn)生威脅。木星和地球宜居性的關(guān)系也是曖昧不清，讓科學(xué)家感覺又愛又恨。”

暢想未來，或許數(shù)億年后地球不再適合人類居住，同樣位于宜居帶的金星和火星是否成為下一個選擇?劉慧根說，移居火星和金星在科幻作品中很常見，但是要改造金星和火星的大氣需要的能量和時間是巨大的，這是一個漫長的過程，不可能一蹴而就，可能需要好幾十代人的努力。但是人類只要有愿景有期望，充分發(fā)揮主觀能動性，行星改造也是有可能的。還需要很多技術(shù)突破和資金支撐，需要全球人民團(tuán)結(jié)協(xié)作共建人類命運共同體。

不過人類不用過于擔(dān)心地球的命運，地球目前仍位于宜居帶，只要不發(fā)生小天體撞擊地球等小概率偶然性事件，地球的生命周期至少還有50億年，在這漫長的歷史長河里，人類或許能夠突破現(xiàn)有科技，實現(xiàn)星際旅行和移居。(記者 張 宣)

標(biāo)簽： 金星