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机遇在使地球适应生命方面起着重要作用

2021-01-18 16:44   来源: 互联网    浏览次数:3855

南安普敦大学的一项研究提供了一个新的视角,来解释为什么我们的星球在数十亿年来一直是宜居的——这个结论几乎是肯定的,至少部分是因为运气。研究表明,这可能会缩短在宇宙中所谓的孪生地球上寻找生命的机会。


这项发表在《地球与环境通讯》杂志上的研究首次模拟了数千颗随机生成的行星的气候变化。


地质资料显示,地球的气候已经宜居了30亿年。然而,它一直处于不稳定的平衡状态,并可能迅速恶化为深冷或无法忍受的高温,导致整个地球的不育。


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南安普顿大学地球系统科学专家托比·泰瑞尔教授解释说:“地球上持续稳定宜居的气候令人困惑。我们的邻居火星和金星没有合适的温度,即使火星过去有。今天的地球不仅有宜居的温度,而且它在任何时候都保持着这种温度达30亿至40亿年,这是一个不同寻常的地质时间跨度。”


许多事件可能威胁到地球的持续稳定——小行星撞击、太阳耀斑和超级火山等重大地质事件。事实上,一颗小行星在6600万年前撞击地球,杀死了超过75%的物种,杀死了恐龙和其他许多物种。


以前关于地球宜居性的计算机建模工作涉及到一个行星的建模:地球。然而,在发现系外行星(太阳系外行星)的启发下,仅在我们的银河系就有数十亿颗类地行星,南安普顿大学的科学家们采用了新颖的方法来研究一个大问题:是什么导致地球继续存在这么长时间?为了探索这一点,泰瑞尔教授利用南安普敦大学iridis超级计算设备的能力,模拟研究了10万颗随机不同的行星在30亿年的时间里如何对随机气候变化事件做出反应,直到它们失去功能和宜居性。每个行星被模拟100次,每次都有不同的随机事件。


在获得大量结果后,他继续研究是否将宜居性持久性限制在仅能维持生命30亿年的几个行星上,或者将其分布在许多不同的行星上,每个行星有时都可以同时居住。


仿真结果非常清晰。在30亿年的生命周期中维持生命的大多数行星仍然是可居住的,而不是确定性的。许多例子都是行星,它们通常在模拟中失败,但偶尔仍然适合居住。在10万颗行星的总人口中,有9%(8700颗)至少成功过一次——几乎所有(约8000颗)的成功率都不到100的50倍,而大多数(约4500颗)的成功率不到10倍,满分为100分。


结果显示,机会是决定地球等行星能否继续孕育数十亿年生命的主要因素。泰瑞尔教授总结说:“我们现在可以理解,地球上至少有一部分生命靠运气维持了很长时间。例如,如果一颗稍大一点的小行星撞击地球,或者在不同的时间撞击地球,那么地球可能已经完全失去了可居住性。


“换言之,如果一个聪明的观察者在生命最初进化的时候出现在地球的早期,并且能够计算出地球在未来数十亿年内保持宜居状态的概率,那么这个计算结果可能会非常糟糕。胜算很大。”


考虑到这些看似很低的概率,研究推测宇宙的其他部分应该存在类地行星。它们最初的前景是相似的,但由于意外事件,它们在某个时间变得太热或太冷,导致它们死亡。随着研究系外行星的技术进步,最初看似“双地球”的东西被发现和分析,似乎大多数人都不适合居住。

责任编辑:无量渡口
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