板块构造不是外星人所必需的吗？

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新的研究表明，板块构造可能并不是生命进化的必要条件，这增加了更多的系外行星支持某种生命的可能性。

开普勒-69c的想象图，位于天鹅座中距离地球约2,700光年的可居住区域。新的研究表明，这样的岩石世界，即使没有板块构造，也能维持生命。

长期以来，板块构造一直被认为是地球上生命发展所必需的，部分原因是火山更容易向大气中释放必要的气体。但现在，新的研究表明，情况可能并非如此，这也意味着，没有板块构造的行星也有更大的机会容纳生命。这一新发现来自宾州州立大学的地球科学家，并已发表在同行评议的“天体生物学”杂志上。

据地球科学助理教授布拉德福德·弗利(Bradford Foley)所说：“火山作用将气体释放到大气中，然后通过风化，二氧化碳从大气中被吸收并被隔离到表层岩石和沉积物中。平衡这两个过程可以将大气中的二氧化碳保持在一定水平，这对于气候是否保持温和并适合生命非常重要。”

重要的是，地球上的大多数火山位于构造板块的边缘，俯冲作用通过将碳推入地幔，有助于碳的循环过程。这对于生命能够在地球上进化和繁衍是必不可少的，因此科学家们假设，构造板块也是生命在其他星球上发展的必要条件。

到目前为止，地球是已知的唯一有板块构造的行星，地壳被分成几块板块漂浮在地幔上方，尽管现在有一些证据表明木星的卫星木卫二也有同样的情况。当一个行星没有板块构造时，在那里地壳是一个巨大的、未破碎的球状板块。

弗利和他的同事们想要研究板块构造是否真的像想象的那样必要，因此他们创建了一个行星生命周期的计算机模型。他们想知道行星形成后能保留多少热量预算，或者行星形成时存在的热量和产生热量的元素的数量。当时的想法是，对于没有板块构造行星的气候来说，就会有更少的热量，这意味着火山活动和液态水的减少。

研究小组进行了数百次计算机模拟，有不同大小和不同化学成分的行星，发现即使是这样的行星也能保留足够的热量供液态水使用数十亿年。它们甚至可以维持大约40亿年的生命，与目前地球的“寿命”相似。火山活动仍有可能发生，尽管它的寿命比有构造板块的行星要短。

地球科学助理教授安德鲁·斯迈伊(Andrew Smye)所解释的那样：“在没有板块构造行星上仍然有火山活动，但它的寿命比有板块构造的行星要短得多，因为没有那么多的循环。火山形成了一连串的熔岩流，随着时间的推移，这些熔岩流就像一块蛋糕一样被埋在地下。岩石和沉积物埋得越深，温度越高。”

对于没有板块构造的岩石行星来说，这是个好消息：它们仍然有能力维持生命。在地球上，二氧化碳通过俯冲断层带进入地表，但是在没有板块构造的行星上，伴随着足够的热量和压力，它仍然可以通过排气过程中的岩石逃逸。

正如弗利所指出的：“一个行星释放出足够多的二氧化碳来防止行星结冰的最佳范围，但并不是说天气作用不能将二氧化碳从大气中拉出来并保持气候温和。”

木卫二欧罗巴裂开的、结冰的表面。现在被认为可能有类似地球的板块构造。

这些结果强调了行星的组成将如何影响其潜在的可居住性。在一个具有板块构造的行星上，生命可能仍然更容易发展，但缺乏板块构造的行星，考虑到诸如可用水、稳定的气候、化学营养等因素，仍然有很好的机会开始生命。

这项研究的一个有趣之处在于，行星的初始组成或大小对确定宜居轨道很重要。一颗行星的未来命运是从它诞生之日起就确定的。

  
本文选自：今日头条