一顆行星，需要具備哪些條件才能有自己的引力和磁場？

2020-10-18 星辰大海種花家

地球有強大的引力，所以我們都站在堅實的大地上，不僅如此還有矗立的高樓大廈告訴我們引力絕非虛言，它是實實在在存在的，比如月球就因為引力繞著地球轉！當然地球還有自己的磁場，使得我們可以用指南針來區分南北，但磁場的功能絕不止區分南北那麼簡單！

太陽系中所有行星都有引力，但有磁場的行星卻不多，比如四大巖石質行星中只有地球有比較強的磁場，其它諸如水星、金星和火星不是沒有磁場就是只有一個誘發磁場，或者磁場極其微弱，而木星土星天王星和海王星則氣態行星，表面溫度也極低，所有只有引力與磁場完美合體的地球誕生出了高等文明！

引力和磁場對於生命來說，哪個更重要？

其實兩個都非常重要，因為在生命演化發展過程中，兩者分別在不同階段起到了重要的支撐作用，比如生命所需的第一個環境是有一個依託，引力得以讓天體中的物質聚合成團，形成一個靜力平衡的天體，比如地球！那麼還需要哪些環境呢？

  • 一個氣壓適中的大氣層

  • 溫度合適的液態水

  • 需要有機分子的介入

大氣層需要有足夠引力的環境才能保持，比如水星就沒有自身的大氣層，火星則太稀薄，而金星大氣壓則是地球的90倍，似乎比高壓鍋還要狠！地球大氣壓則比較適中，但對於生命來說，一個大氣壓或者0.5個或者2個大氣壓這些都問題不大，關鍵是需要平衡與持續，切不可經常出現劇烈變化，這會造成生物難以適應！

溫度合適需要地球位於太陽系的宜居帶上，當然火星也在宜居帶，金星則在熱邊緣，所以勉強有三個選手入圍，但只有地球出線了！

有機物來源有兩個，一個是地球本身就有的，因為在宇宙中瀰漫的星際雲中都觀測到了有機分子的存在，因此地球本身就具備並不奇怪，另一個則是隕石所帶來，這些環繞這太陽系公轉的小行星被地球引力所吸引，進入了地球大氣層，帶來的物質成為了地球生命誕生最原始的種子。

  • 還需要有一個合適的磁場

磁場對於生命的出現非常重要，有兩個功能，第一它可以將帶電粒子偏轉，使得它避開地球方向！因為帶電粒子都都具有比較高能量，轟擊生物會讓分子鍵斷裂，簡單的說被轟擊多了，DNA斷裂無法修復，那麼這個生物就差不多掛了！

還有一個就是保護大氣層不會被太陽風剝離，因為偏轉了粒子，轟擊大氣的粒子使大氣逃逸比例就低了，得以讓大氣維持一個平衡！而大氣的功能就多了，無論厭氧性還是需氧性生物，都必須在大氣層內生活，即使如水熊蟲這種可以在真空下存活，但不能在真空中展開生命活動，簡單的說就是休眠了。

另一個功能是大氣層能阻擋大部分高能粒子和伽瑪射線，讓生命存活的機率大大增加！所以引力和磁場都是生命活動必須的！

引力和磁場都是怎麼來的呢？

牛頓在三百多年就發現了萬有引力，愛因斯坦告訴大家，引力是質量彎曲周圍的時空，而質量在其中的運動方式展現在大家眼前的就是引力，當然質量不僅會對空間產生影響，而且對時間也同樣會產生影響，因此惠勒用一句很簡單的話就概括了：「質量告訴時空該如何彎曲，時空告訴質量該如何運動」！

因此我們所有人都在地球彎曲的時空生存，如果地球不再不彎曲這個時空，那麼大家都得玩完！不過這種事情大概率不會發生，除非希格斯場出現問題！

  • 那麼磁場是怎麼來的呢？

地球磁場的產生機制十分複雜，具體怎麼產生科學家仍然一頭霧水，但大家公認磁場有幾個非常關鍵的因素，即：

  1. 必須自轉

  2. 必須有液態金屬內核

  3. 地球內核必須有高溫來源

環環相扣，少一個都不行，因為高溫才能使金屬內核成為液態金屬內核，因此才能內外自轉一直，與誘發磁場一起形成自勵的發電機效應，成為穩定的磁場輸出，形成保護地球的地球磁場環境！

水星因為太小了，而火星則已經冷卻，金星儘管有液態內核，但它自轉極慢，這導致了它幾乎沒有磁場！也許是金星形成晚期遭受到了嚴重撞擊才導致它成為一顆自轉極慢的行星。

而地球內核高溫來源有兩個，一個是引力坍縮能，另一個是地球內核放射性物質的衰變能，兩者產生的熱量都會通過地表向太空散失，而且放射性物質的半衰期已過，未來產熱會越來越少，也就是地球內核溫度會越來越低，最終將冷卻無法形成液態內核，地球發電機效應消失，磁場消失！不過為時尚早，因為還有二十多億年，對於人類從茹毛飲血時期到現代文明，不過區區數萬年時間！

所以時間還長得很！

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