地球過去穩定的溫度表明其他行星也能維持生命

地球過去穩定的溫度表明其他行星也能維持生命

這項研究將早期地球的可能溫度降低到0到50攝氏度。它還發現海洋的pH值仍然相當溫和，從大約6.6的微酸性初始值逐漸增加到現在的大約8.1的鹼性海水。

關於我們星球的早期歷史的理論大相徑庭。一些研究描繪了一個雪球地球的圖片，當它的大部分表面被凍結時。其他的理論也包括了對大多數當前生命形式存在的不適宜生存的時期。

華盛頓大學的一項新研究表明，我們這個星球的年輕一代要溫和一些。4月2日發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的《早期地球歷史的溫度分析》(An analysis of early Earth"s history)，支持了在地球上緩慢出現生命的數十億年里，平均氣溫會更溫和。

「關於地球早期的環境到處都是,從一個非常炎熱的世界,一個被鎖在一個永久的冰河時代,從與酸性海洋世界,與海水鹼性會刺痛你的眼睛,」David小貓說,威斯康辛大學地球與空間科學教授。「這些模擬結果表明，我們早期世界的平均溫度與今天大致相同，而海水pH值大致在一個中性單位內。」

此前的研究表明，在4到25億年前的太古時代，平均溫度低至零下25攝氏度。根據對證據的不同解釋，其他的估計都將平均溫度設定在85攝氏度，在這種情況下，只有現在存在於溫泉中的熱性微生物才能存活。

新的結果將可能的溫度範圍從0到50 C(32至122 F)。

「我們的研究結果表明，地球在幾乎所有的歷史上都有一個溫和的溫度，這可歸因於風化的反饋——它們在維持適宜居住的氣候方面做得很好，」第一作者Joshua Krissansen-Totton說，他是一名地球和空間科學的博士生。

為了創造他們的估計，研究人員對岩石、海洋和大氣溫度的相互作用進行了最新的研究，並將其應用於過去40億年間地球溫度的計算機模擬。他們的計算包括了最新的信息，說明在不同的條件下，海底的風化發生在地質時間尺度上。

雖然我們不認為風和雨會侵蝕海底，但是海床隨著海水滲透到海底岩石而被侵蝕。含碳分子從水中沉澱出來，這一過程與海水的溫度和酸度有關，而其他化學物質則從岩石中溶解。

「海底的風化作用對於調節早期地球的溫度更為重要，因為當時大陸的大陸塊較少，地球內部溫度更高，海底地殼的傳播速度更快，這就導致了更多的地殼被風化，」krissansens - totton說。

作者們模擬了許多可能的情況，比如大陸的大小，化學風化的溫度敏感性，以及其他因素，以了解歷史上平均氣溫和海洋pH值的所有可能情況。

Krissansen-Totton說:「我們得到了最初的答案，即早期地球的溫度適中，海洋pH值略低。」我真的很努力地想要打破這種局面，尋找可能會改變這個答案的假設。但我發現這是一個很好的結果。很難想像一個真實的場景，溫度或pH值會更極端。

這對尋找其他行星上的生命來說是個好消息。如果地球的溫度在歷史上相當溫和，其他位於宜居帶的行星也必須保持相當穩定的氣候，以適應其他生命形式的進化。

「這些過程沒有什麼特別值得注意的，」Krissansen-Totton說。「它們可以發生在任何有海洋的岩石行星上。因此，在適居帶內的其他行星很可能通過這些風化的反饋，使它們的氣候趨於穩定。這對尋找生命來說是一件好事，因為你需要數十億年的溫和溫度才能有穩定的生存環境。

研究結果也有助於闡明地球上生命早期進化過程中的情況。

「研究結果幫助我們了解自然過程是如何保持地球環境適宜生命持續幾十億年的，從它最卑微的開始到現在我們周圍的奇妙形式，」Catling說。

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