火星、金星曾經和早期的地球非常相似,為什麼沒能夠誕生出生命?

火星、金星曾經和早期的地球非常相似,為什麼沒能夠誕生出生命?

圖:太陽系,從內到外分別是:水星、金星、地球、火星​​、木星、土星、天王星和海王星

在太陽系剛形成不久,有三顆岩石行星的環境非常相似,都有誕生生命的機會。這三顆行星就是金星、地球和火星。

火星、金星曾經和早期的地球非常相似,為什麼沒能夠誕生出生命?

​圖:深綠色的為狹義的宜居帶,淺綠色的為廣義的宜居帶

太陽系的宜居帶一般認為在金星和火星之間,但也有觀點認為宜居帶的範圍會達到離太陽三個天文單位(1個天文單位為地球到太陽的平均距離)的位置。

太陽系的宜居帶位置也不是永恆不變的,它會隨著太陽的光度變亮而向太陽系外側移動。太陽會每過10億年光度增加10%。也就是說太陽系10多億年前的宜居帶比現在更靠近太陽。金星曾經在宜居帶的最佳位置。

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圖:金星和地球

金星的質量為地球的81.5%,體積為地球的86.6%。和地球簡直就是孿生兄弟。曾經的金星可能也擁有海洋,與早期的地球非常相似。

很可能在數十億年前的一次猛烈的撞擊改變了這一切。這次撞擊使它的自轉方向改變,從逆時針旋轉(從北極俯視)變成順時針旋轉(太陽西升東落),而且自轉速度大大變慢。金星的一天長達243地球日,比一個金星年(224.7地球日)還長。

這樣的自轉速度使得其內部不會發生“發電機效應”,當然,也有可能是其核心已冷卻或缺乏對流引起的。沒有發電機效應來產生地磁,太陽風就會直接作用於大氣。使得較輕的粒子(氫、氦和氧)被太陽風加速,達到了逃逸速度,逸散到太空之中。

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圖:地球磁場對太陽風的偏轉作用(太陽風為帶電粒子)​

由於金星的質量較大,還能夠保存離地面較近的較重的二氧化碳氣體。這使得金星大氣中二氧化碳含量達到了96%。二氧化碳是一種溫室氣體,它能地面的紅外輻射保留在大氣之中,使地表溫度上升到462℃。沒有什麼生命能夠生存在如此的高溫之中。

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圖:火星與地球

火星的質量是地球的10.7%​,體積是地球的15.1%。根據對火星多年的探測,現在有確鑿證據表明,火星曾經有全球性的海洋。而且它目前也處於太陽系宜居帶以內。它為什麼也沒能夠如地球一樣誕生生命呢?

幾乎和金星相同的原因,在數十億年前,一顆巨大的天體撞擊了火星。使得火星內部熔岩流出,加速了火星內核的冷卻。同時,火星的體積也太小,保存地核溫度的能力也較弱。使得火星的地核在很久以前就冷卻了。地核的冷卻使得地磁也無法產生。沒有地磁的保護,加上太低的質量(地表的逃逸速度只有每秒5千米),大氣很快就逸散到了太空之中。

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圖:火星上的冰湖​

目前火星地表的大氣壓力只有地球的0.6%,這樣的壓力顯然無法保存液態水。但其地底已發現了鹽水湖的存在,有可能會存在簡單的生命。稀薄的大氣也無法保持地表溫度,使得火星地表溫度在−143℃~35℃之間,這樣大的溫差也不利於生命的誕生。

可以說,如果金星和火星能夠一直存在地磁,很可能兩顆行星上都能夠像地球一樣誕生出生命。

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圖:美麗的地球​


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