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同样是位于太阳系宜居带,为什么地球生机盎然,月球却一片死寂?

时间:2022-07-14 15:58:57 热传 我要投稿

根据我们对已知生命的认知,液态水是生命不可或缺的重要物质,换句话来讲就是,如果一颗星球上存在着液态水,就有可能存在生命,正是因为如此,科学家在评估一颗星球上是否有可能存在生命时,总是会将液态水视为首要条件。

宇宙中的恒星都是一个个的“大火球”,它们随时都在向宇宙空间中释放出大量的光和热,对于一颗围绕着恒星运行的行星而言,距离主恒星越近,其表面温度就越高,反之则越低,所以在一颗恒星的附近,总是会存在着一片区域既不太冷,也不太热,刚好可以允许液态水存在,而这片区域就被称为“宜居带”。

地球之所以会成为一颗生机盎然的星球,有一个重要的原因就是地球位于太阳系的宜居带。但令人疑惑的是,月球和地球的平均距离仅有大约38万公里,它也位于太阳系的宜居带之中,但月球上并不存在生命,可以说是一片死寂。

同样是位于太阳系宜居带,为什么地球生机盎然,月球却一片死寂?一个简单的答案就是:月球上没有液态水。呃,刚刚才说了宜居带中可以存在液态水,为什么到月球上就不适用了呢?其实这是可以解释的。

从水的三相图可以看到,要让水保持液态,温度只是其中的一个条件,另一个条件则是压强。

在地球上,这个压强是由大气层来提供的,而大气层除了提供压强之外,还起到了稳定和调节地球表面温度的作用,这才使得地球表面绝大部分区域都可以允许液态水存在。而我们都知道,月球并没有大气层可言,水当然也就不能在月球上以液态的形式存在了。

需要注意的是,月球上其实是有水的,过去的探测数据表明,在月球两极的永久阴影区,至少存在着6亿吨的水冰,除此之外,在月壤之中也存在着少量的水,以我们的嫦娥五号的样品采集区域为例,分析结果表明,在这片区域中,一吨月壤水含量约为120克,一吨月岩水含量约为180克。

考虑到水的流失问题,我们不难推测出,在遥远的过去,月球上的水应该比现在多得多,假如在那个时候的月球也有一个合适的大气层,那在月球上就可能存在大量的液态水,在这种情况下,月球就有可能成为一颗像地球一样生机盎然的星球。

实际上,科学界确实提出过这样的观点,比如说在2018年的时候,华盛顿州立大学的天体生物学家德克·舒尔策-马库赫(Dirk Schulze-Makuch)就曾经在《天体生物学》发表论文称,在遥远的过去,月球上可能存在着生命。

他在论文中指出,根据“大碰撞假说”,月球形成于“忒伊亚”(一颗与火星差不多大的原始行星)与地球发生的撞击,而在月球的形成过程中,包括水蒸气在内的大量过热气体会从月球内部被释放出来,并形成足够稠密的大气层,在逐渐冷却之后,月球表面就可以形成大规模的液态水聚集区域,进而使月球具备了孕育生命的条件。

那么问题就来了,既然在遥远的过去,月球有可能存在生命,那现在的月球为什么会是一片死寂呢?让我们把目光转向太阳。

太阳在释放出光和热的同时,还会向四面八方“发射”大量的高速带电粒子流,这也被称为“太阳风”,在太阳系宜居带的区域中,“太阳风”的速度可以达到每秒钟400公里以上,在没有受到保护的情况下,一颗星球的大气就会被“太阳风”持续不断地“吹”走。

幸运的是,我们的地球有一个足够强大的磁场,它可以使来自太阳的高速带电粒子流“绕道而行”,如此一来,地球的大气层就不会遭到“太阳风”的侵袭。

地球之所以拥有一个强大的磁场,是因为地球有一个高温的内核,由于地球的体积和质量都足够大,并且地球核心还存在着相当数量的放射性元素,当这些元素发生衰变时,就可以为地球内核补充热量,因此地球内核的温度就不容易降低,以至于在经历了几十亿年之后,地球的内核仍然可以保持着高温。

但月球就没有地球那么幸运了,它除了“个头”比地球小得多之外,其内部的放射性元素也少得可怜,(因为根据“大碰撞假说”,形成月球的主要来自地球和“忒伊亚”的外层物质,而放射性元素则主要集中于这两颗行星的核心位置),所以月球内核的温度就会下降得很快(相对于地球)。

尽管月球在形成之初也有一个高温的内核,并有可能因此拥有了一个足够强的磁场,但随着时间的流逝,月球内核的温度会持续地下降,其磁场也不断地减弱,根据科学家的估算,在大约36亿年前,月球的内核就彻底冷却了,而这也意味着,月球从此就失去了自己的磁场。

可以想象的是,没有了磁场的保护,“太阳风”就得以长驱直入,于是月球的大气层(如果有的话)很快就会被剥离殆尽,而失去了大气层,月球上也就没有了液态水存在的条件,生命也就不可能存在,在这种情况下,即使月球曾经是一颗生机盎然的星球,也将会变成一片死寂。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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