水是生命之源

“水是生命之源”，这是地球生命形式的铁律。所以我们在探寻宜居行星的时候，也把液态水的存在，作为一个必要条件。

在一个恒星系中，距离恒星的一定范围内，如果能保持液态水的存在，就意味着这个范围内的空间更有机会孕育出生命，这个空间往往是一个环形条带，所以它被称为宜居带。

很幸运，我们的地球，就在太阳系的宜居带中。正因如此，地表才能有70%的面积，澎湃着汪洋大海。当发现地表更多是蔚蓝色的时候，我们认为“水球”的名字更适合地球。

而在茫茫宇宙中，有比地球更适合“水球”称呼的星球，它们表面都被海洋所覆盖。

近在太阳系，就有这样的“水球”——木卫二，是木星的一颗卫星，比地球的卫星月亮稍微小一些。尽管它不在宜居带，但仍然有大量的水，只因距离太阳遥远，表面覆盖着一层冰，冰下是它的海洋。它是否存在生命，人们寄予厚望。

木卫二还有一个很好听的名字：欧罗巴（Europa），欧罗巴本是希腊神话中一位公主的名字，最后化身为欧洲（Europe）大陆，开启了欧洲文明。可见发现它的科学家伽利略，对它寄托了怎样的情感。

太阳系中，这样的星球不止木卫二一颗。土卫二很可能也如木卫二一样，在冰层下蕴藏的地下海洋。

在太阳系外，我们也发现了几颗可能是这样的“水球”，也叫做“海洋行星”，更文艺一些称为“水世界（water world）”。这就需要提到美国的“开普勒计划”，是由NASA设计建造了开普勒空间望远镜，用来搜寻太阳系外的类地行星。这里要介绍的“Kepler-22b”行星，就是开普勒计划于2011年，首颗确认在宜居带的系外行星。

对此，开普勒空间望远镜的科学家之一，纳塔利·巴塔利亚（Natalie Batalha）曾说：如果它几乎都海洋，仅有一个较小的岩石核心，那它可能已经不在宜居行星的范围内了。

液态水多了，反而不适合生命生存吗？因为被深海覆盖的行星，无法像地球那样维持矿物质与气体的循环，从而保持气候的稳定，因此对生命的发展极为不利。这也是科学界的普遍认识。

陆地的存在，可能也是孕育生命至关重要的因素。尽管地表有70%覆盖着海洋，但对于地球来说，那只是薄薄一层而已。很多研究者认为，DNA和蛋白质等有机大分子，可能是在陆地上类似温泉的地方，被反复浸润和干燥下产生的，全是海水，反而条件不合适。

我们的地球，可能拥有恰到好处的陆地和液态水。

最近的一项研究，可能让之前的结论反转8月30日，芝加哥大学的研究者埃德温·凯特（Edwin Kite）与合作者宾夕法尼亚州立大学的埃里克?福特（Eric Ford），在《天体物理学报》上发表了一项研究：在完全被液态水覆盖的行星上，比以前想像得更适合生命生存。这让全部覆盖海水的“海洋行星”，有可能成为“宜居行星”。

就我们地球来看，行星上的生命需要漫长的时间来进化。而恒星的“衰老”，也会使行星上的光与热随之变化。所以科学家在寻找“宜居行星”时，通常会寻找能同时保持水体与气候稳定的行星。

而行星如何做到这点，我们所知道的，也仅仅是地球如何做到：在漫长的岁月中，地球把温室气体吸收至矿物中，从而使气候变冷；同时也会通过火山喷发释放它们，又使得气候变暖。

但是这种模型，并不适用于被深海覆盖住的“海洋行星”，因为它们的岩石与火山都在海底。

因此，埃德温·凯特（Edwin Kite）与埃里克?福特（Eric Ford）想知道是否还有其它模型。他们做了一个模拟，随机生成了数千颗行星，并追踪数十亿年来它们的气候演变。

而结果令人惊讶，其中许多行星在超过10亿年的时间中，保持了气候的稳定。而凯特在实验前最乐观的预估，也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估，也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估，也仅仅是最后结果的10%。。而凯特在实验前最乐观的预估，也仅仅是最后结果的10%。

这些幸运的行星，在恒星系中的位置适宜。它们碰巧蕴含适量的碳，并且没有太多的矿物质与元素溶解于海洋之中，从而将碳排入大气层。它们从一开始就拥有足够的水，只在大气与海洋之间进行碳循环，其浓度恰好足以保持物质稳定。

他们表示，行星宜居时间的久长，取决于二氧化碳，以及最初岁月中行星上海洋、大气与岩石之间的划分状态。看起来似乎有另外一种循环的方式，让行星长期保持宜居。

并非每一项研究发布，就会立刻改写之前的结论，还需要后续实验的验证。但可以确定的是，这会为以后的研究提供新的思路和新的希望。

说不定在宇宙的某个角落，有特殊的生命、或者另一个地球，正等着我们去发现。

编辑：金婉霞
责任编辑：顾军

来源：微信公众号“语宙”