宜居行星真的能「宜居生命」嗎,是否可以產生類似地球的生物?

到目前為止，科學家認為地球上的生命與地球上的生命相似。

哥白尼理論告訴我們，我們的地球只是典型行星系中的一顆典型行星，沒有什麼特別之處。因此，要找到外星生命，第一步就是找到一顆與地球相似的「宜居行星」。科學家們正在使用克卜勒望遠鏡尋找與我們地球世界差不多大小，並圍繞著與地球相似的恆星運行的「可居住行星」。這樣一來，這些行星上的溫度變化將與地球相似。

在克卜勒望遠鏡的幫助下，美國宇航局已經確定了太陽系外宜居最熱門的行星。這顆行星名為克卜勒-22b，體積約為地球的2.4倍，表面溫度約為華氏70度（相當於21攝氏度），適合生物生存。此外，這顆星球上也可能有液態水。在大小和軌道上，它是距離地球最近的一顆行星，它每隔290天就環繞「太陽」一周。你可能會問，「克卜勒-22b」是「宜居星球」？如果你找到了一顆「可居住的星球」，離在宇宙中找到另一顆「地球」還有多遠呢？

「宜居行星」要滿足哪些條件呢？

首先，一個可居住的行星必須是類似地球的行星。太陽系中有兩種類型的行星：類地行星和類木行星。地球表面有巖石表面，而類木行星表面是氣體表面。對於地球上的生命來說，類木行星不適合居住，因為它是氣態的，生命沒有立足點。科學家們不確定克卜勒-22b是否主要由巖石、氣體或液體組成，因此無法確定它是一顆陸地行星。如果它不是一顆陸地行星，它就不是一顆「可居住的星球」。

其次，這顆行星的大小必須與地球相似。如果行星太小，不僅重力太小，使大氣分散逃逸，而且無法留住足夠的水。同樣，太大的行星也不能，因為太大的行星會留下太多的氫、甲烷和氨，使生命無法誕生或存在。第三，它必須是一顆靠近宜居帶的行星。

我們知道決定地球表面溫度的一個重要因素是地球到太陽的距離。如果距離太近，水會立即蒸發；否則，如果距離太遠，水會再次結冰。太陽系中有八顆行星，只有地球溫度宜人，所以水才能以液態形式長期存在於地表。根本原因是地球與太陽的距離既不太近也不太遠，接收到的太陽輻射正好合適，所以地球表面會有液態水。在行星科學中，這一距離範圍被稱為「宜居帶」。

天文學家的計算結果表明，如果地球軌道只比當前實際軌道小5%，那麼在地球形成的早期，就會出現不可控的溫室效應。就像在金星上一樣，地球的溫度會蒸發掉所有的海洋。如果地球與太陽的距離再擴大1%，那麼早在20億年前，地球上就會出現不可控的冰川作用。就像現在的火星一樣，所有的海洋都將被凍結，地球上的溫度將是-50℃。在這樣的環境中，任何生物都不可能進化。

「宜居帶」是指行星離恆星近或遠的區域。在這個區域，從恆星到行星的熱量是中等的，而且行星既不太熱也不太冷。在這個溫度下，可能有液態水。克卜勒-22b圍繞一顆類似太陽的母恆星旋轉，它發出的光比太陽少25%，因此那裡的宜居帶比太陽系中的宜居帶離恆星更近。另一方面，克卜勒-22b距離母恆星的距離比地球到太陽的平均距離要近15%，這使得它可以舒服地落在宜居區。因此，如果這顆新行星的性質與地球相似，液態水可以在該行星的表面長期存在。

「宜居行星」不一定「宜居生命」

但是，只有滿足上述條件，所謂的「宜居星球」才會滿足生命存在的條件？答案是否定的，即使人類找到了一個可居住的行星，這個行星的自轉角是多少？你有什麼樣的氛圍？表面是由什麼構成的？你有像地球一樣的陸地和海洋嗎？還是沒辦法知道。一些科學家認為，我們地球上生命存在的環境是由許多偶然的巧合所形成的，而且有太多的不確定因素，所以生命將是一種極其不尋常的現象。如果發生下列任何一件事，地球上就沒有生命了。

地球為什麼得天獨厚？

1.如果太陽的壽命不夠長

太陽誕生至今已有46億年。這麼長的時間足夠生命的誕生和進化。在接下來的50億年裡，太陽仍然能夠穩定地發光。如果太陽的壽命不夠長，就會出現「超新星爆炸」和毀滅，那麼圍繞太陽的行星上就沒有足夠的時間孕育生命。

2.如果地球自轉軸的傾角不是23.4度

地球具有溫和的季節變化，這得益於其旋轉軸23.4°的奇妙角度，這確保了地球即使在最冷的極地地區和最熱的沙漠之間也不會有太大的溫差。如果地球自轉軸沒有傾角或傾角小於50，赤道地區將首當其衝地受到來自恆星的強烈陽光的衝擊。由於缺乏光照，極地地區變得更冷，溫度沒有季節性波動。這種情況將使地球陷入世界末日：赤道軌道非常炎熱，而兩極卻處於冰凍狀態。

3.沒有木星的保護

在地球的外側，有一顆巨大的木星，它的質量是地球的300多倍，體積是地球的1300多倍。如果你把太陽系其他行星的質量加起來，它還不到木星質量的一半。與地球相比，它確實是個巨人。正是這個巨大的，像一道天然屏障，以其巨大的吸引力，吸走了許多本該撞擊地球的大小天體。有人的計算結果表明，如果沒有木星的保護，地球被異物撞擊的次數將大大增加。據科學研究，數億年前，許多來自太陽系邊緣四面八方的大型彗星向地球移動，但它們被木星阻擋，使地球上的生命依然活著。

4.如果地球自轉太慢

如果地球自轉比現在慢，會發生什麼？我們假設地球每年只自轉一次，也就是說，地球繞太陽自轉一次，地球自轉一次。在這種情況下，地球總是以其特定的半球面向太陽，總是白天，而另一個半球總是背對著太陽，總是晚上。它總是白天的半球。液態水迅速蒸發，很快就會完全消失。蒸發的水隨空氣流向暗半球。因為這裡溫度低，這裡的水蒸氣會變成雪，落到地上。雪不會融化，很快就會變成冰川。因此，白天的半球是沙漠，而黑暗的半球則充滿了巨大的冰川。

5.如果沒有月亮

原來，地球自轉軸的傾角也有很大的變化。然而，地球有點特殊。它附近有一顆異常大的月亮。月球的半徑是地球半徑的27%（1738公裡）。與太陽系其他行星的衛星相比，地球的這顆衛星的大小與它的母行星的大小比例確實非常大。由於有這麼大的衛星，地球自轉軸傾斜角的變化被限制在正負1度。地球自轉軸的不穩定傾斜會使其氣候變化頻繁，自然環境比現在的地球惡劣得多。

6.如果地球大氣中沒有氧氣

金星大氣中的氧氣非常少，大約佔地球大氣的20%。地球大氣中氧氣的存在是植物、藻類和其他生物光合作用的結果。據推測，最早的產氧生物是被稱為藍藻的原始細菌。不知道藍藻是什麼時候出現的，但我們知道22億年前，大氣中的氧氣濃度開始急劇上升。22億年前，地球從一個完全被冰雪覆蓋的「雪球地球」狀態中解放出來。一旦這種狀態結束，地球大氣中的氧氣濃度就會迅速上升。科學家解釋原因：當地球被冰川完全包圍時，陽光無法到達冰層底部，基本上沒有光合作用。但在這段時間內，深海熱液噴口會釋放出一類營養物質，因此海水中應該富含營養物質。因此，一旦冰層融化，零星生活的藻類可以獲得豐富的營養，迅速繁殖，積極進行光合作用，導致氧氣濃度迅速增加。就這樣，地球變成了一個富氧的星球。有了氧氣，生命可以延長到陸地。大氣中的氧氣產生臭氧層，保護生命免受紫外線輻射。

7.如果地球沒有磁場

太陽不僅發出光，而且不斷向外輻射粒子（主要是質子）。這種由太陽發射的粒子流被稱為「太陽風」。太陽風對生命有害，可以吹走行星的大氣層。如果太陽風直接吹向地球，地球可能無法維持目前適合生命活動的環境。地球磁場為生命提供安全保障。如果沒有地磁場，太陽發出的強烈「太陽風」就不會被地磁場偏轉，直接撞擊地球。在這種高能粒子的轟擊下，地球大氣層的組成可能不是現在的樣子，生命也將不復存在。

8.如果地球大氣中的二氧化碳太多或太少

大氣中的二氧化碳不僅保存了太陽通過溫室效應向地球輻射的熱量，還作為一種必不可少的原材料參與光合作用，為所有生命的生存提供了必不可少的物質基礎。但二氧化碳也是一把雙刃劍。如果大氣中二氧化碳含量過多，會導致溫室效應過強，使地球表面溫度過高，破壞一切生命的基礎。二氧化碳太少會導致太陽熱量大量流失到地球表面。結果，溫度會降到冰點以下。液態水會變成固體冰，也會殺死所有的生命。

9.假如地球地殼太薄或太厚

地球如何保持適當水平的二氧化碳？這種機制之所以起作用，是因為覆蓋地球表面的「板塊」運動緩慢。地球上有持續不斷的火山活動，火山活動發生在板塊俯衝、海底脊等多處。正是這些不斷的火山活動為大氣提供了二氧化碳。如果火山活動停止，切斷二氧化碳的來源，大氣中的二氧化碳將在幾十萬年內被徹底消除，地球將完全凍結。因此，地殼的厚度非常重要。如果太厚，地殼會聚集大量氧氣，以氧化物的形式固定在地球表面之下，從而使地球大氣缺氧。但是，如果地殼太薄，過多的火山活動和構造運動會破壞生命的物質基礎。

如果我們的地球不滿足上述任何一個，就沒有生命。如此多的偶然因素加在一起，使地球具備了生命進化和生存的條件。地球的獨特性質是偶然的嗎？我們相信，在宇宙中，生命可能出現在任何具備生命誕生和繁殖條件的天體上。因此，生命不是地球獨有的。但是當我們觀察地球時，我們發現在另一個星球上有生命是多麼的困難。