物理科技生物学-PHYICA

机遇在保持地球适合生命方白玉あん面发挥了重要作用

地球 2022-06-14 00:00:05

南安普敦大学 信用:CC0公共领域 南安普敦大学的一项研究给出了一个新的视角来解释为什么我们的星球能够保持可居住数十亿年——结论是这几乎肯定是由于运气,至少部分是由于运气

研究表明,这可能会缩短在宇宙中所谓的“双地球”上发现生命的几率

这项发表在《自然通讯地球与环境》杂志上的研究首次模拟了成千上万颗随机生成的行星上的气候演变

地质数据表明,地球的气候在超过30亿年的时间里一直保持适宜居住

然而,这种平衡已经岌岌可危,有可能迅速恶化为深度冰冻或不可忍受的高温条件,导致全球范围的不育性

南安普敦大学地球系统科学专家托比·泰瑞尔教授解释道:“地球上持续稳定且适宜居住的气候令人费解

我们的邻居火星和金星没有适合居住的温度,尽管火星曾经有过

今天,地球不仅有适合居住的温度,而且在30到40亿年的时间里一直保持着这个温度——这是一个非同寻常的地质时期

" 许多事件都可能威胁到行星的持续稳定——小行星撞击、太阳耀斑和重大地质事件,如超级火山爆发

事实上,6600万年前撞击地球的一颗小行星导致超过75%的物种灭绝,杀死了恐龙和许多其他物种

之前关于地球可居住性的计算机建模工作涉及到对一颗行星的建模:地球

但是,受系外行星(太阳系以外的行星)发现的启发,揭示了仅在我们的银河系中就有数十亿颗类似地球的行星,南安普敦的一名科学家采取了一种新的方法来研究一个大问题:是什么导致地球如此长时间地保持生命持续? 为了探索这一点,泰雷尔教授利用南安普敦大学伊里迪斯超级计算设备的能力,运行模拟程序,观察10万颗随机不同的行星如何对分布在30亿年内的随机气候变化事件做出反应,直到它们达到失去可居住性的程度

每个星球都被模拟了100次,每次都有不同的随机事件

在积累了大量的结果之后,他接着观察了可居住性的持久性是否仅限于几个行星,这些行星总是能够维持生命长达三百年,还是分散在许多不同的行星上,每个行星有时只能在这段时间内保持可居住性

模拟的结果非常清楚

在30亿年的时间里,大多数维持生命的行星只有一种保持可居住的可能性,而不是确定性

许多例子是行星通常在模拟中失败,只是偶尔保持可居住

在总共100,000颗行星中,9%(8,700颗)至少成功过一次——其中,几乎所有行星(约8,000颗)成功的次数不到100次中的50次,大多数行星(约4,500颗)成功的次数不到100次

研究结果表明,机会是决定地球等行星能否在数十亿年内继续孕育生命的主要因素

泰瑞尔教授总结道:“我们现在可以理解,地球如此长久地适合生命存在,至少部分是由于运气

例如,如果一颗稍微大一点的小行星撞击了地球,或者是在不同的时间撞击的,那么地球可能已经完全失去了可居住性

“换句话说,如果在生命最初进化的早期地球上就有一个聪明的观察者,并且能够计算出这个星球在接下来的几十亿年里保持可居住的可能性,那么这个计算很可能揭示了非常小的可能性

" 考虑到这些看似微小的几率,该研究推测宇宙中的其他地方应该有类似地球的行星,它们具有相似的初始前景,但由于偶然事件,在某个时刻变得太热或太冷,并因此失去了生命

随着研究系外行星技术的进步,最初似乎是“双生地球”的东西被发现和分析,似乎大多数都将被发现不适合居住

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