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外星生命為何難尋?早期的滅絕可能就是宇宙生命的常態

在鄰近的恒星系中, 天文學家已經發現了許多行星。 從目前的探測結果看, 處於宜居帶的類地行星相當常見。 在銀河系內, 就有數以百億甚至千億計的潛在宜居行星。 那麼問題來了:我們是孤單的嗎?

事實上, 對外星生命的搜尋已經成為下一代太空望遠鏡和火星任務中的聖杯。 但是, 這場搜尋是不是有點太過樂觀了呢?許多科學家和評論者將“更多的行星”等同於“更多的外星人”。

然而, 岩石行星在形成和演化初期時的環境非常不穩定, 意味著大部分外星生命很可能只是已經滅絕的化石微生物。

正如死去的恐龍不會再行走、呼吸, 對系外行星的大氣層採樣也無法探測到已經變成化石的微生物。 在發表於《天體生物學》(Astrobiology)雜誌的一項研究中, 澳大利亞國立大學的Aditya Chopra博士及其同事提出, 演化早期的滅絕可能是宇宙中生命的常態。 這是因為, 行星適合生命生存的最初條件可能會非常不穩定。

在Aditya Chopra博士等人提出的“蓋亞瓶頸”(Gaian Bottleneck)模型中, 行星需要有生命存活才能保持宜居狀態。 因此, 即使生命的出現比較普遍, 但生命的延續卻很罕見。

火星、金星和地球在形成的最初十億年裡, 具有比現在多得多的相似性。 即使其中只有一顆行星出現了生命, 但這段時期伴隨著猛烈的小行星撞擊, 因此生命有可能在行星之間進行傳播。 但是, 大約在形成後15億年時, 金星開始經歷溫度的急劇上升, 而火星則經歷了溫度急劇下降的過程。

如果火星和金星曾經出現過生命, 那這些生命也會很快滅絕。 對於恒星系適居帶中的類地岩石行星, 溫度的急劇下降或上升似乎是默認的命運。 水和溫室氣體含量的巨大變動會導致正回饋迴圈, 將行星推離適合生命存活的狀態。

當生命開始地球上廣泛分佈時, 最初的新陳代謝就開始調節大氣中的溫室氣體組成。 甲烷、二氧化碳、氫氣和水蒸氣都是有效的溫室氣體, 同時也是最早期微生物新陳代謝的反應物和產物,

而這一切並非巧合。

對於恒星系適居帶中的類地岩石行星, 溫度的急劇下降或上升似乎是默認的命運。 水和溫室氣體含量的巨大變動會導致正回饋迴圈, 將行星推離適合生命存活的狀態。

直到大約30億年前, 碳酸鹽-矽酸鹽風化迴圈——能提供穩定地球現今氣候的負反饋——才開始逐漸發揮作用,

變得有效率起來。 我們應該感謝地球早期微生物群體中發生的無法預測的演化過程, 正是這些過程使地球不會太熱, 也不會太冷, 從而孕育出紛繁複雜的生命。

當生命開始地球上廣泛分佈時, 最初的新陳代謝就開始調節大氣中的溫室氣體組成。甲烷、二氧化碳、氫氣和水蒸氣都是有效的溫室氣體,同時也是最早期微生物新陳代謝的反應物和產物,而這一切並非巧合。

對於生命在地球上的延續問題,最關鍵的因素可能是生命對非生物回饋機制(稱為“蓋亞調節”)調節能力的出現。地球並不是銀河系中唯一一個具有生命存活條件的行星,其他一些星球上也有表面液態水和能量來源,以及足夠使生命形成的營養鹽條件。

傳統觀點認為,以物理條件為基礎的適居帶可以為生命提供數十億年的穩定環境,而Aditya Chopra博士等人的研究對此提出了挑戰。

儘管宇宙中充滿了有利於生命出現的恒星和行星,但我們還是沒有找到外星生命存在的確切證據。這一現狀意味著,儘管生命的出現很容易,但要延續下來可能非常困難。

最初的新陳代謝就開始調節大氣中的溫室氣體組成。甲烷、二氧化碳、氫氣和水蒸氣都是有效的溫室氣體,同時也是最早期微生物新陳代謝的反應物和產物,而這一切並非巧合。

對於生命在地球上的延續問題,最關鍵的因素可能是生命對非生物回饋機制(稱為“蓋亞調節”)調節能力的出現。地球並不是銀河系中唯一一個具有生命存活條件的行星,其他一些星球上也有表面液態水和能量來源,以及足夠使生命形成的營養鹽條件。

傳統觀點認為,以物理條件為基礎的適居帶可以為生命提供數十億年的穩定環境,而Aditya Chopra博士等人的研究對此提出了挑戰。

儘管宇宙中充滿了有利於生命出現的恒星和行星,但我們還是沒有找到外星生命存在的確切證據。這一現狀意味著,儘管生命的出現很容易,但要延續下來可能非常困難。

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