地球的產生生命并非偶然,大氣層、適合的質量、磁場等都是地球產生生命的必要條件,其中一個非常重要的因素便是地球處于太陽的宜居帶。
但是科學家研究發現,伴隨著太陽逐步走向生命末期,它將蛻變為紅巨星,那個時候太陽的宜居帶向外推移。
難道成為金星,真的是未來地球不可逃避的命運嘛?今天我們就來細聊這個問題。
太陽系的宜居帶
天文學家在尋找地外文明時候,經常會提到一個概念——宜居帶,也稱為適合居住帶。生態學家對于宜居帶可以根據不同生命類型進行討論,常用的是動物居住帶。
之所以宜居帶對于尋找生命如此關鍵,其和我們生命重要元素水有著密不可分的關系。
很多人覺得在黑暗宇宙中,水是一件非常珍貴的東西。
但是事實上并不是如此,在宇宙中水并不是稀罕物.例如彗星,其主要組成成分中就包含了水,即便如水星一般非常貼近恒星太陽,其南北兩極仍有留存一部分的水,而遙遠如天王星、海王星,人們根據探測結果發現上面也水。
但是,這些行星為何沒有生命的存在?
這是因為對于生命來說,有水還不夠,水還需要以液態方式存在。在宇宙中,如此多的水,便是以水冰的方式而存在。根據水的特性,只有適合的溫度才能讓水保持在液態的狀態。
而宜居帶恰是液態水能夠存在的理想地帶,根據這一推斷,科學家對太陽系的宜居帶進行分析,發現地球和火星恰處于宜居帶。
這也是為何科學家將火星視為人類移居第一目標星球,和沒有將金星視為人類移居的目標。要知道,從地球本身出發,金星與地球的相似度超過0.7,這個數字遠遠大于火星。
可見,星球是否位于宜居帶對于生命誕生的必要性。
金星與地球之間的差異
金星和地球被譽為太陽系的孿生姐妹,二者從某些方面來說,具有極高的相似性。
同時金星的運行軌道距離地球也更近,但是目前人類還未有任何的探測器成功的登陸金星,這與上面惡劣的環境有著直接的關系。
金星和地球一樣類地行星,即巖石天體,在太陽系中,僅有水星、金星、地球和火星為類地行星,它們的體積和質量相較于氣態行星和冰巨星來說,體積和質量更小。
水星的質量較小且距離太陽過近,它不僅被潮汐鎖定,而且上面大部分的成分都被從太陽席卷而來的太陽風給吹散殆盡。
而火星的質量也偏小,沒有足夠的引力穩固住自己大氣層,在太陽風的作用下,大氣層變得極為稀薄。這也是移民火星的最大難題。
同上述兩者相比,金星在這點上和地球較為相似,它的半徑約為6051公里,而地球的半徑約為6378公里,從這里看,金星體積稍遜色于地球,質量約為地球的4/5。
而火星的體積僅為地球的53%,體積僅為地球15%,質量也僅有地球的11%,其與地球之間存在較大的差異性。
正是由于這一相似性,在人們對開展火星研究之前,人們將金星視為人類探測地外星球的首要目標。但是經過數次研究之后,人們發現金星上的氣候真是出乎意料的可怕。
迄今為止,全球共有四十多艘探測器飛往金星,但是和其他行星探測不同的是,這四十多次的探測中,沒有一次成功完成任務。
據統計,大部分探測器沒有完成任務的主要原因在于,其發射至金星,難以抵抗金星上硫酸、高溫等一系列惡劣元素的沖擊,讓他們出現了不同程度損壞。其中壽命最長的探測器,也不過工作了110分鐘后,宣告報廢。
在數次的失敗過程中,人們仍然捕獲了一定量關于金星的信息。例如,人們發現金星的表面是一個熾熱的、高壓的,且夾雜著狂風暴雨,如同地獄一般的星球。
雖然它有大氣層,這點和地球極為相似。但是它的大氣層的主要組成部分是二氧化碳,約占96%。
剩下的則是二氧化硫等一系列溫室氣體,且這層二氧化硫則是包裹在厚厚的二氧化碳外,它不僅不透光而且還反光,這使得金星上異常的熾熱。
在整個太陽系中,除卻太陽以外,金星是溫度最高的星球,其最高溫度可到了400多度以上。
此外,金星表面還充滿了狂風閃電,其風速可以達到了100米/秒,但由于金星上的整體氣候較為平衡,根據學界對于風形成的認知是由于不同區域之一存在氣壓差才會形成,而金星上的氣候條件顯然不滿足這一情況,這種風的形成仍然處于未知階段。
同時,金星表面的壓力高的嚇人,很難想象其壓力達到地球的92倍,這和人們所想象中的完全不同。這意味著地球上的生物到達金星后,直接就會變成一塊肉餅。
如此惡劣的地表環境,讓任何地球生物都無法在金星上生存。就算是類似于水熊蟲如此強悍的地表最強生物,也難以抵擋金星上如此殘酷環境。金星真的是名副其實的「地獄之星」。
盡管金星上的環境如此惡劣,探測成本較高,因此各國均不愿意往金星上發射探測器。但是NASA多年均有零星的往金星上發射的探測器。
1990年,NASA發射的環繞衛星對金星金星全方位的掃描。正是這次掃描,讓人們發現金星和地球的相似之處。
例如,金星上最高的山的高度為8000多米,和地球上的珠穆朗瑪峰類似,這點和火星上的奧林匹斯山完全不同。因此很多人猜測,金星的模樣便是未來地球的模樣。
現在天文學界普遍認為,金星在太陽系誕生之初,金星上可能存在海洋,森林等生命出現必要的條件,甚至可能存在過生命。
但是隨著時間的推移,可能是太陽逐漸成長變得更加明亮了之后,亦或是金星自身的移動,讓它的軌跡更加靠近太陽,讓它的環境遭到了摧毀。最終演變成,這樣的地獄般的環境。
這一證據在2021年英國卡迪夫大學的一次觀測,NASA隨后承認并為這一發現背書,他們發現金星大氣層中具有硫化氫,而硫化氫本不該在金星上出現。
這是因為金星大氣層中不存在氫這一元素,根據認知無法通過化學反應出現這種物質。參照地球上的硫化氫來源,主要是人造和微生物兩種。
考慮到本次發現的硫化氫含量如此之大,不少人猜測這種元素來源之一,可能就是金星存在生命體制造的。
由于金星外表籠罩著一層厚厚的大氣層,且和地球的大氣層有著本質的區別,它外表不透光、還反光,且常年下著硫酸雨,刮著強風,探測成本過高,讓不少國家望而卻步。
這樣的情況下,我們對于金星認知有很長的路要走。此刻,對于金星生命體任何猜測,也不過是基于一定科學事實的合理推斷而已。
地球處于宜居帶還能持續多久?
金星的可怖模樣,很可能是未來地球的模樣。那處于宜居帶的地球,未來又會變成什麼樣呢?太陽系的宜居帶又會如何變化?
可以肯定的是,隨著時間的推移,太陽體積和向外釋放的能量并不是恒定不變的。對于我們太陽這類的G型黃橙星而言,具有100億年左右的壽命。
根據推算,太陽已經在此燃燒了約46億之久,這個時間處于恒星的壯年之期,但是終有一天它會逐步衰落,因內部燃燒耗盡而熄滅。
在過往的46億年中,太陽從誕生也在逐步成長成熟,據推算太陽誕生之后,其亮度提升了40%。而正是這種變亮,讓金星上的環境發生了改變。
然而,太陽在未來五十多億年的生命中,仍然會不斷的提升自己的亮度。預計10億年以后,太陽的亮度將會再次提升10%,到那個時候地球將不再適合人類生存。
而這個亮度隨著太陽生命的推移,會進一步的提升,屆時地球上的海洋會逐步蒸發,空氣中的硫化氫與甲烷會引發爆炸,動物、植物都不適合繼續生存,可能只有微生物才有幸存活。
地球將徹底變成第二個金星,而宜居帶也會不斷的向外推移,那個時候火星將處于宜居帶。
然而,根據恒星的一生的推論,太陽著體積和亮度也會逐步增大。蛻變成紅巨星,逐步吞噬水星、金星、地球距離太陽最近的三顆行星軌道,到達火星附近,曾經擁有八大行星的太陽系最終將只剩下五大行星。
然而隨著太陽生命接近終點,這顆紅巨星會變成白矮星,白矮星還可以在宇宙中存活100億年左右,最后變成一顆黑矮星,逐漸消失在茫茫的宇宙中。成為白矮星或者黑矮星的太陽,其質量遠遠不及如今的情況。
失去大部分質量的太陽會逐漸喪失對其他五大行星的掌控力量,太陽系也隨之煙消云散。
脫離太陽掌控的行星,會在宇宙中游離,可能在未來的某一天被其他的恒星系統捕獲,成為其中的一員。
不少人擔心,等到那麼一天,人類的未來又該何去何從?但是需要注意的是,太陽在不斷走向老年,人類科技文明也在不斷發展。
相信在幾億年后,人類早已在遙遙宇宙中,尋找到另外一顆適宜居住的星球,實現了移民計劃。
到那個時候,我們可能對這個曾經生命家園恒星系統,仍然會關注,進一步探析那些宇宙中的奧妙。