為什麼地球上的水剛好利於生命演化?最新發現表明這與放射性金屬有關

2021-01-07 前瞻網
為什麼地球上的水剛好利於生命演化？最新發現表明這與放射性金屬有關
 Jane Cai • 2019-02-14 14:24:30　來源：前瞻網　E1435G0

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一項新的研究發現，關於為什麼地球和它的兄弟行星不像海洋行星(外太陽系中形成的行星)那樣不利於生命存在，放射性金屬可能有助於解釋這一現象。

地球既孕育生命又有水覆蓋其大部分表面，迄今為止為人類所知的此類行星僅此一個。因為在地球上幾乎任何有水的地方都有生命，所以尋找有望適合居住的行星主要集中在那些表面可能有水的星球上。

近四分之三的地球表面被江河湖海所覆蓋，而內太陽系的其他行星——水星、金星和火星的水資源則相對匱乏。最近的一些發現表明，大多數太陽系外巖石行星實際上可能是海洋行星，這側面反映了太陽系的不尋常。

據目前所知，水過量實際上可能不利於生命形成。海洋行星被深海覆蓋，海底冰層厚重。英國牛津大學的行星物理學家兼資深研究作者蒂姆·利希滕貝格(Tim Lichtenberg)在接受採訪時說：「目前，關於這些行星是否能像我們所知的那樣形成生命，我們的了解極其有限。」

為了解太陽系外行星的水含量，研究人員檢測了行星內部放射性金屬產生的熱量。具體點說，他們研究了鋁的放射性同位素鋁26，該元素的每個鋁原子的原子核都比普通鋁原子的少一個中子。

之前的研究表明，約46億年前，太陽初步形成，彼時附近的一顆超新星為新生的太陽系「播種」了鋁26。這种放射性金屬散發的熱量為年輕的太陽系內行星的內部演化提供動力，促進其脫水過程。

科學家進行了54萬次計算機模擬，每一次模擬都包括一顆月亮大小由氣體和星子的吸積形成的原行星，直徑在0.6至60英裡(1至100公裡)之間。在模擬過程中，研究人員改變這些原行星所環繞的恆星類型、它們與恆星之間的起始距離以及積聚的冰和鋁26的總量。

總之，科學家發現了由巖石行星組成的行星系統主要分為兩大類:一類是鋁26含量較低的行星，主要形成海洋行星;另一類是鋁26含量較高的行星，比如太陽系，會形成水少的小型行星。研究人員發現，鋁26含量低的太陽系外巖石行星含有大量的水，由於水的密度比巖石低，這類行星的直徑可能比鋁26含量高的系外巖石行星的直徑大10%。

接下來的研究將進一步探究鋁26是如何影響木星等巨行星的演化。此外，「我感興趣的是，影響一顆不斷成長的原行星能否成為一個潛在宜居行星的主要因素是什麼。如我們所知，這類行星有利於生命發展。」利希滕貝格說道，「為了進一步了解銀河系中有多少顆與地球類似的行星，我們要明確的東西還有很多。」

                                                                                         ——Charles Q. Choi

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