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研究表明:冰冻的类地行星,也可以支持生命存在!

2020-06-26 11:53:50博名知识网
一项新的研究表明,曾经被认为太冷而无法支持生命存在的冰冷行星,可能在零度以上拥有适宜居住的陆地区域,这对人们通常认为的适合居住的行星类型提出了挑战。长期以来,科学家们一直认为,由于极度寒冷,雪球行星(类似地球的行星,海洋被冻结在赤道上)对生命是不友好的。但是发表在AGU《地球物理研究期刊》上的一项新研究发现,一些滚雪球行星的赤道附近可能有一些陆地区域,这些区域的

  一项新的研究表明,曾经被认为太冷而无法支持生命存在的冰冷行星,可能在零度以上拥有适宜居住的陆地区域,这对人们通常认为的适合居住的行星类型提出了挑战。长期以来,科学家们一直认为,由于极度寒冷,雪球行星(类似地球的行星,海洋被冻结在赤道上)对生命是不友好的。但是发表在AGU《地球物理研究期刊》上的一项新研究发现,一些滚雪球行星的赤道附近可能有一些陆地区域,这些区域的温度适宜居住。

  

  多伦多大学天文学家、物理学家、这项新研究的主要作者阿迪夫·帕拉迪(Adiv Paradise)说:这些行星在传统上可能被认为不适合居住,这表明它们可能适合居住。宜居带是一个距离恒星一定距离的区域,理论上一个行星可能有液态水和足够温暖的温度来维持生命。宜居带的行星可以像地球一样温暖温和,也可以像雪球行星一样完全冰冻。

  地质学家怀疑,地球在过去经历过一到三个雪球期,海洋微生物可能至少在其中一个时期存活了下来。地球是通过自身的雪球事件而适宜人类居住,因为生命先于我们的雪球事件而出现,而且生命在雪球事件之后很长一段时间仍然存在,但那时我们所有的生命都在海洋里,陆地上什么都没有。

  

  在这项新研究中,Paradise和同事想知道雪球行星上的陆地区域是否能够达到维持生命的温度。研究使用一个计算机程序来模拟不同气候变量在理论上的雪球行星上,调整条件,如阳光的数量和大陆的配置。一个变量是二氧化碳,二氧化碳吸收热量,使地球保持在温和的气候范围内。没有二氧化碳,行星变冷,海洋冻结。当大气中的二氧化碳水平由于降雨和侵蚀的共同作用下降得太低时,行星就会变成雪球。

  

  水吸收二氧化碳并将其转化为碳酸,在侵蚀过程中与地面上的岩石发生反应。这种相互作用使碳酸分解得更多。它与矿物质结合,然后被带到海洋,最终储存在海底。此前,科学家们认为,由于行星表面的所有水都被冻结了,行星大气中的二氧化碳在滚雪球阶段就停止了释放。但令人惊讶的是,这项新研究发现,一些雪球行星即使在冻结后仍在继续失去二氧化碳。

  

  这意味着这些行星必须有一些不结冰的地面和偶尔的降雨,水才能继续从大气中去除二氧化碳。该研究模拟了一些更温暖的雪球行星,这些行星的陆地区域足够温暖,即使当海洋冻结在赤道上时,也能容纳液态水和生命。发现,远离冰冻海洋的大陆中心地带的温度可以达到10摄氏度(50华氏度)以上。这比生命繁殖的最低温度要高得多,科学家估计最低温度为零下20摄氏度。

  

  研究结果还表明,在某些条件下,类地行星可能会陷入滚雪球状态。科学家们过去认为行星是通过火山释放的二氧化碳逐渐积累而经历雪球阶段。但研究人员表示,风化作用会从大气中吸收足够多的二氧化碳,以平衡火山喷发,形成一个地球永不融化的负反馈循环。这些发现表明,什么是宜居行星,什么不是,两者之间的界限可能不像地质学家曾经认为的那样明确,这条线实际上有点模糊。

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