作为地球的“姊妹行星”的火星，因大气层与地球相似，且明确发现了水陈迹而备受温雅。自1960年以来，东说念主类赓续向火星辐照探伤器，经过多数的探伤和分析，科学家们发现火星在大致40亿年前曾是太阳系中最得当生命活命的星球。那么，火星是否能够从头成为宜居星球，成为东说念主类的第二家园？除火星外，位于火星和木星轨说念之间的谷神星相同激勉了科学家们的期待，科学家在这颗由岩石和固态水构成的星球上发现了碳基有机化合物，而这恰是生命发源的要津物资。与此同期，就在不久前，英国牛津大学秘书证据了一颗位于类太阳恒星宜居带隔邻的超等地球。这颗被定名为HD20794d的“超等类地行星”，其信号初度被捕捉于2022年。科学家觉得，这颗超等地球存在液态水的可能性较大。

地球生命的发源及地外生命是否存在等问题一直令东说念主类沦落，岂论是科学家、形而上学家，如故平常东说念主。了解地球生命的出身经由，将使东说念主类永久以来对本人发源的探索得到解答，也将大大晋升咱们对极为复杂的天然经由的分解。不管是对接洽生命的生物学家，如故对探讨东说念主类世界不雅形成方式的学问论者来说，想要清醒生命偏激基本属性齐不是一件浅陋的事。天体物理学家试图探索太阳系中的其他天体是否有或也曾有生命存在，淌若存在的话，那么太阳系以外是否存在“其他地球”，或其他“宜居”星球呢？

以下内容节选自《太阳、地球、生命的发源：编削地球早期生命史的14个大事件》，较原文有删省修改。已赢得出书社授权刊发。

《太阳、地球、生命的发源：编削地球早期生命史的14个大事件》，[法]米里埃尔·加尔戈[法]埃尔韦·马丁[法]普里菲卡西翁·洛佩-加西亚等著，冷伟梁鹏林巍等译，后浪丨四川科学时刻出书社2025年2月版。

寰宇的千亿星系中有一个很非常的星系，在阿谁星系的千亿恒星中有一颗恒星名字叫太阳。太阳的行星中有一颗小小的蓝色星球，它所处的位置既不太冷也不太热，这里是无数生命的家园。这颗充满盼愿的行星——地球，对咱们来说是唯独无二的，因为它是咱们东说念主类的星球。然而经过本体不雅测，天体裁家依然不错详情，大多数类太阳恒星周围齐有行星系。那么，系新手星可能宜居吗？

什么样的星球才是宜居的？

从4.57Ga（10亿年）地球在太阳系中出身到540Ma（百万年）的寒武纪大爆发，这段历史见证了咱们星球的形成，它在地球物理和地球化学的作用下赓续地被塑造，最终，生命在这里出身、演化，以致编削着地貌形态。不外，当咱们缺少把柄时，不得不撤消历史分析而求援于表面假说。

咱们无法从任何古迹中了解这种演化的势必性。不外，咱们详情偶然性起了决定作用。是以，有莫得其他可能助长生命的行星呢？抑或是，地球是寰宇中唯一有生命的星球吗？

据揣测，寰宇的年事约为13.7Ga，这亦然星河系第一代恒星的年事。换言之，从这个时期标准上看，星河系在寰宇大爆炸之后不久就形成了。然而，这并不虞味着星河系中悉数恒星的年事与寰宇的年事一样大。咱们的太阳唯有好像45亿岁，出身于依然90亿岁的星河系。接着，在太阳形成不到2.0Ga，这个蓝色星球上就出现了生命。太阳的寿命是10.0Ga，标明自星河系出身以来，数十亿颗“太阳”依然形成、演化，终末以行星状星云的阵势被挥发掉；也标明少见亿颗“太阳”同目下的太阳一样，正处于演化之中。这就意味着，假如这些“太阳”周围也存在“宜居”的星球，即它们那时也得志了生命发源的部分条目，那么，目下这些行星（许多此类行星以致比地球老得多）上也可能有生命居住。

《太阳、地球、生命的发源：编削地球早期生命史的14个大事件》内页插图。

关联词，至少目下看来，即使在通盘太阳系，咱们似乎仍是“伶仃的存在”，咱们唯有地球这一个孤零零的样本。根据这一样本，咱们知说念了碳链是现有悉数生命体中的分子的基本骨架。这并不算是一个适度条目，因为碳是在恒星中生成的，同氧、氮一样，它亦然寰宇中含量最多的元素之一（其含量逾越硅元素的10倍）。咱们也了解到，液态水不错说是生命出现和演化必不可少的条目。相同，水亦然寰宇中常见的分子（如覆盖在星际尘埃颗粒上层的冰）。但即使在今天，咱们也难以定量星际介质中以气体阵势存在的水的品貌（该问题是2009年春欧航局辐照的“赫歇尔”号探伤卫星的主要任务之一）。

因此，天然咱们只了解一种生命阵势，但根据寰宇的构成（原子、分子和团员物），咱们莫得情理把氨溶液中的硅链（硅基生命）等奇异的化学物资作为寰宇中其他星球存在另一种生命阵势的把柄。其次，水以液态阵势存在是一个基本前提，但这需要特定的温度和压力领域。地外生命探索之旅将从这些要素起头：它使咱们不错界说“宜居”的星球应该是怎样样的（这并不代表已有生命居住）。咱们需要小心，保管地球生命所需的温度和压力领域其实是极为世俗的。假定咱们加多一个相当不断条目：存在稳当的能量库（不管是以什么阵势，尤其是光及光合营用不存在的情况下，某些生物不错期骗矿物资的化学能），不错为生命体的代谢提供能量。

太阳系中的其他生命

太阳系领少见以千计的天体（行星、卫星、小行星、彗星等），它们的物理化学性质高度各样化。近几十年来的深空探伤花样使得东说念主类不错近距离不雅测这些天体，东说念主们也意志到接洽地外生命这一科学问题的复杂性。领先，从行星离太阳的距离来看，太阳系有3颗岩质行星是“宜居”的，也即是说，表面上这些行星的名义不错存在液态水：地球、金星和火星。但践诺是，唯有地球名义存在液态水且助长了生命。生命出现的要津因素出现了：大气圈及温室效应的存在。大气圈中的水通过三态轮回（冰/液态水/水蒸气）完成能量的交换和从其母恒星上赢得的光能的交换。

咱们已知说念，如今金星的名义温度大致是500℃，液态水不可能存在，彰着也不利于生命的活命。由于金星距离太阳较近，且金星大气中95%以上为二氧化碳，这使得金星大气圈相配稠密，很可能曾发生失控温室效应（即由于金星距离太阳太近，它失去了调控其名义温度的才智）。

火星的问题是引力过小，因此气体潜逃成果很高。尤其是水分子，当水汽参加大气并被太阳紫外辐射光解之后，氢的潜逃将使火星脱水。因此，如今火星大气圈较薄且主要为二氧化碳，大气压很低，弗成产生弥漫的温室效应。然而轨说念天外探伤器如ESA的火星快车探伤器的最新探伤收场透露，火星名义存在千里积层和沟壑，意味着这颗“红色星球”名义的液态水环境可能曾捏续了10亿年之久。如斯长的液态水环境足以使生命出现并演化。淌若这么的话，火星上的生命能否熬过太阳系形成700Ma后发生的锐利的晚期重轰击呢？抑或是大撞击导致名义液态水环境的销亡？对搜寻生命迹象的接洽者来说，有少许很运气，火星名义并莫得像地球名义一样遇到到构造活动的赓续纠正。因此，咱们仍有望找到古火星生命的残迹。这即是为什么自1975年的海盗号到如今的勇气号、机遇号、凤凰号火星探伤器，东说念主类一直积极地在火星地表搜寻生命迹象。值得一提的是凤凰号火星探伤器，它在火星北极冰盖隔邻发现了覆盖在上层尘土下的水冰，AG真人旗舰厅百家乐考据了火星奥德赛号轨说念探伤器的不雅测收场。尽管咱们目下莫得发现火星东说念主，但淌若往常火星上也曾出现过生命，那么生命仍有可能存在于火星地下还存在液态水的某些边缘。此外，火星上的地质活动一直很活跃：火星终末一次火山喷发发生在2Ma。因此，现今咱们仍弗成十足甩掉火星上存在可为生命提供能量的氧化收复环境的可能性。

伽利略号（Galileo）探伤器于1992年12月7日拍摄的月球影像。《太阳、地球、生命的发源：编削地球早期生命史的14个大事件》内页插图。

与火星和金星比较，地球是唯逐一个板块构造通顺捏续进行的类地行星。因此，板块通顺可能是生命出现和演化的病笃因素之一。地球的板块通顺使得氧化性物资和收复性物资共存（比如沿大洋中脊的海底热液喷口），从而在地球里面与名义两者之间形成了一齐能稳当提供化学能的分界面。除太阳能以外，生命也不错期骗这种化学能。

不外，板块通顺的主要作用是调控地球的现象。在地质时期标准上，板块通顺构筑起座座高山高山并导致了大陆的出现，陆面的风化作用将大气中的二氧化碳转机为碳酸盐千里积物，之后千里积岩通过海陆边缘的俯冲带参加地幔。与此相悖，板块通顺中的火山作用将地球里面的二氧化碳带入大气。换句话说，板块通顺在长时期标准上调整着地球大气的二氧化碳调整系统（碳轮回），从而使其温室效应相对稳当。这一特征使地球保管了其名义温度和液态水环境。一个星球是否宜居，很可能与星球的板块通顺密切关系。

淌若金星和火星齐不行，那么太阳系其他场所有可能存在液态水吗？许多环绕巨行星的冰冻卫星的名义彰着不可能，但这些卫星的里面可能存在海洋。对于冰下海洋的最有劲把柄是卡西尼—惠更斯号（Cassini-Huygens）探伤器（ESA/NASA）最近在土卫二（恩克拉多斯，土星较小的卫星之一，直径不到500km）上发现的间歇泉。这些间歇泉的存在有双重含义：一方面，它标明土卫二冰层名义之下存在液态水；另一方面，它解释土卫二在土星的引力对其形成的潮汐作用下能够提供弥漫多的能量来保管其里面的液态水环境。此外，土卫二间歇泉中还发现了气态二氧化碳和有机分子，这意味着某种未知生命体内正在进行着某种化学响应，这种响应不错作为其代谢活动的潜在能量。

基于这项发现，接洽者觉得在莫得阳光的情况下，土卫二深部也有可能具有为生命代谢活动提供能量的来源。另外，惠更斯号探伤器在土卫六（泰坦，土星的另一个卫星，亦然太阳系唯一有大气圈的卫星）上莫得发现水的陈迹，却发现了甲烷海洋。

木星的冰冻卫星—木卫二（欧罗巴，Europe），其大小与月球差未几，亦然太阳系中可能存在生命的星球。木卫二名义覆盖的冰层上充满了沟壑，这是冰块渐渐通顺的收场。木卫二里面结构模拟收场标明，木卫二里面存在着海洋。尽管咱们很难知说念生命是如安在这种环境中出身的，但木卫二已成为几个旨在搜寻地外生命的深空探伤花样的宗旨。

寰宇中的其他生命？

目下，咱们不知说念太阳系其他场所是否也存在生命。但有少许毫无疑问，星河系领少见十亿颗行星（系新手星），岂论它们是否围绕着太阳型恒星初始，该恒星质地比太阳或大或小从而使行星温度比地球或热或冷，在天体裁风趣上，每一颗恒星齐领有一个“宜居带”，即星球名义可能存在液态水的区域：行星距离恒星太远，水将被冻结成冰（淌若存在水）；距离恒星太近，水将被挥发成水蒸气。咱们不错通过浅陋的规画来详情宜居带的位置和领域，从而发现是否存在宜居系新手星，而不议论其质地等特征。2009年4月，接洽者根据此顺次发现了两颗新的系新手星（截止2009年4月，已发现的系新手星有400颗）。这两颗系新手星属于兼并滑星系（目下这个行星系有4颗行星），它们的质地划分为地球质地的5倍和7倍。它们齐围绕着恒星格利泽581（Gliese581）初始。这颗恒星与太阳大不疏浚，因为它的质地唯有太阳质地的3/10，为一颗红矮星，不外其年事与太阳的非常。

这一收场标明，只根据行星液态水存在的可能性这一单一顺次，咱们就能够识别与地球天渊之隔的“宜居”行星，下文咱们会详实辩论这将给生物学带来的要紧影响。关联词，情况并非如斯浅陋。地质学家和地球化学家指出，地球名义液态水的存在不单与地球到太阳的距离关联，还有其他影响因素。比如，即使是在上述界说的“宜居带”以外的星球上，温室效应形成的热力将就作用也可能使星球名义温度保捏在冰点以上。此外，板块通顺的存在也会影响温室效应，从而影响行星的宜居性。换句话说，上文引入的“宜居带”主见（天体裁风趣上的宜居带）是基于行星所需的最稚子量之上进行界说的。这即是咱们对宜居指导域以外的天体也感意思的原因。不管是系民众星（如行星的卫星们，详见上文土卫二和木卫二）如故系新手星，咱们齐需要加强对其里面结构和里面能源学的接洽（目下在这类行星数目有限的情况下是可能收场的）。

淌若咱们期骗光谱时刻接洽这些天体的大气圈，潜在“宜居”系新手星带的领域可能会进一步扩大。在系新手星大气圈中，氧气、臭氧及甲烷或氨气等收复性气体的存在也不错作为星球上代谢存在的有劲把柄。目下，通过大地不雅测站对系新手星的光谱分析接洽，接洽者发现系新手星大气圈中可能存在水。不外，咱们可能必须比及能够辐照极其精密的卫星时才能详情，这是2025年的任务宗旨。为了赢得系新手星的光谱信息，从而证实上文提到过的分子“代谢标记物”（“生物标记物”）的存在，ESA制定了“达尔文”贪图（Darwin），NASA也缠绵了“类地行星搜索者”（简称TPF）工程。

终末，对生物学家来说，“宜居星球”必须得志当代生命所需的物理化学条目。这些基本条目需要通过接洽地球生命活命的极限条目来详情，这意味着存在液态水（但并不局限于地表水，也不错是地下海洋，如上文所述）、稳妥的温度（介于0~110℃）及能量源。能量不错是光能，也不错是氧化收复响应产生的化学能，不事后者要求氧化性物资和收复性物资共存。除了上述条目，还有一个条目：行星的地质活动也比较活跃。

生命：寰宇的偶然如故势必？

地球上的生物学家可能需要念念考地球生命的发源和演化问题，但对形而上学家、化学家、地质学家、天体裁家来说，一个基本问题于今仍未得到解答：地球生命在寰宇中是否唯独无二？是偶然性的居品（1965年诺贝尔生理学或医学奖得主雅克·莫诺的不雅点）？抑或具有势必性，即当生命所需的物理化学条目齐出面前的势必收场（1974年诺贝尔生理学或医学奖得主克里斯蒂安·德迪夫的不雅点）？

淌若某一天咱们在另一个行星系中也发现了生命，偶而就不错找到生命发源问题的谜底。关联词，即使暂且不管雅克·莫诺的激进态度，咱们似乎也无法十足赞同克里斯蒂安·德迪夫所倡导的那种“势必性”，因为这种不雅点也存在许多问题。读者不错自行判断。

淌若有一天，咱们能够解释生命的出现并非地球上才发生的独到现象，那么不可幸免地出现了另一个问题：毫无疑问，寰宇中存在多数的宜居行星，生命在寰宇中依然忽视如故具有势必性和深广性？淌若是后者的话，生命出现以致活命的这些基本条目是否不错被精准界说呢？单纯从物理化学条目（液态水及有机分子的存在）来看，咱们偶而不错对其进行界说，因为这些要素遍布寰宇的各个边缘，且含量丰富。关联词，只消地球生命的发源经由尚未可知，咱们就很难给出明确的谜底。

《史前星球》第一季（2022）剧照。

即便咱们能够回复前边的问题，那么咱们可能探伤出来的地外生命又是怎样进行演化的呢？咱们已探伤到各样各样可能含有液态水的行星，深信有许多潜在宜居星球环绕着格利泽581这么的恒星初始。由于这类恒星较冷（比较太阳的5900K，该恒星名义温度仅为3500K）且在红外波段和紫外波段的辐射齐大大强于太阳（存在活动剧烈的色球层），其周围行星上的生命所辞退的演化道路很可能与地球生命的大大不同。能量交换又将怎样进行？它们的机制和成果怎样？会有何种光合营用？演化的速率会有多快？生命会演化到什么形式？与太阳不同，0.3M☉（太阳质地）的恒星的寿命近乎长生！如今还有许多悬而未决的问题待解开。

淌若畴昔咱们照实发现了地外生命的可靠迹象，也许咱们就能给出这些问题的谜底。咱们以致可能通过这种生命关天但转折的妙技来了解地球生命的发源，也即是咱们东说念主类的发源。这岂不是一件很特地念念的事。

原文作家/[法]米里埃尔·加尔戈[法]埃尔韦·马丁[法]普里菲卡西翁·洛佩-加西亚等

摘编/何也

剪辑/何安安

校对/刘军AG百家乐为什么总是输