研究發(fā)現(xiàn)：外星球的海洋環(huán)流，可能是外星生命的關(guān)鍵！

世界各地的科學(xué)家長期以來一直在解決這個(gè)問題：在其他星球上是否有生命，如果有，我們?nèi)绾握业剿棵鎸?duì)太陽系以外數(shù)以千計(jì)的行星要探索，科學(xué)家們需要一種方法來預(yù)測哪些系外行星最有可能擁有生命。讓事情變得更復(fù)雜的是，預(yù)測必須基于可以從幾光年外乃至幾十幾百光年進(jìn)行的觀測，包括如這顆系外行星的大小、質(zhì)量和大氣的組成等。

芝加哥大學(xué)行星科學(xué)家斯蒂芬妮·奧爾森(Stephanie Olson)在新表在《天體物理學(xué)》期刊上的研究中提出了一個(gè)新模型，該模型預(yù)測了海洋的循環(huán)模式，如何影響外星球上生命的好壞。這些因素可以指導(dǎo)科學(xué)家在其他星球上尋找生命，其研究發(fā)現(xiàn)表明，尋找一顆與地球幾乎完全一樣的行星，可能不會(huì)把我們帶到最有可能存在外星生命的地方。研究的合著者、芝加哥大學(xué)副教授多里安·阿伯特(Dorian Abbot)說：

以前關(guān)于系外行星海洋的少量研究主要集中在它們對(duì)氣候的影響上，這項(xiàng)研究開始評(píng)估海洋環(huán)流對(duì)營養(yǎng)循環(huán)、生物生產(chǎn)力以及系外行星上潛在生命的可探測性影響。環(huán)流模式會(huì)對(duì)海洋生命生存能力產(chǎn)生戲劇性的影響，地球上海洋中的大部分生命存在于頂層，頂層接收陽光以支持光合作用的有機(jī)體，并與大氣交換氣體。隨著死亡的有機(jī)體被重力拉下，這種混合層不斷地將營養(yǎng)物質(zhì)流失到海洋的更深、更靜的區(qū)域。

這些營養(yǎng)物質(zhì)返回到維持生命的混合層，依賴于一個(gè)被稱為上升流的過程。上升流發(fā)生在特定的位置，那里的風(fēng)導(dǎo)致地表水發(fā)散，深水向上流動(dòng)以取代它們，帶來了為生命提供燃料的營養(yǎng)物質(zhì)。地球物理科學(xué)系T.C.Chamberlin博士后研究員奧爾森說：如果觀察地球海洋中的生命，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們絕大多數(shù)集中在有上升流的地區(qū)。研究使用了一個(gè)模型來探索可觀測特征的微小變化，如行星的大小或自轉(zhuǎn)速度：

如何顯著影響系外行星海洋中的上升流數(shù)量，從而有利于或不利于海洋表面的生命。研究發(fā)現(xiàn)，那些自轉(zhuǎn)速度比地球慢、表面壓力比地球高、海洋含鹽量比地球高的行星，可能都會(huì)經(jīng)歷更大的上升流。這可能會(huì)產(chǎn)生更活躍的光合作用生命，最終可能會(huì)表現(xiàn)為更多可檢測到的光合作用生命。這些是我們?cè)谏綔y研究中應(yīng)該優(yōu)先考慮的行星類型，如果找不到生命，不探測可能更有意義。其研究結(jié)果與關(guān)于系外行星優(yōu)先順序的普遍觀點(diǎn)形成鮮明對(duì)比：

人類發(fā)現(xiàn)外星生命的最好機(jī)會(huì)，將可能是找到一顆具有盡可能多類似地球特征的系外行星。這項(xiàng)研究促使我們將搜索范圍擴(kuò)大到類地行星以外的地方，并考慮是否有可能比地球本身更適合生命存在的行星。特別值得一提的是，系外行星一些不同于地球的特征，可能會(huì)導(dǎo)致大氣中更多生物活動(dòng)的氣體特征（例如氧氣和甲烷）使這些行星上的生命更容易從遠(yuǎn)處被探測到。除了為尋找其他行星上的生命提供信息外，研究模型還可能提供有關(guān)地球上海洋環(huán)流模式的信息：

并為我們星球上生命的過去和未來提供洞察。在地球的歷史進(jìn)程中，太陽的自轉(zhuǎn)速度、表面壓力和亮度都發(fā)生了變化。研究模型表明，所有這些變化都隨著時(shí)間的推移而增加了上升流，并可能推動(dòng)了地球海洋中的生命蓬勃發(fā)展。此外，鹽度的增加可以極大地影響地球氣候，如果將海洋中的鹽分增加一倍，將導(dǎo)致所有海冰融化，并導(dǎo)致地球變暖6攝氏度。如果兩個(gè)鹽度差異的因素對(duì)行星氣候如此重要，那么海洋鹽度也是真正需要考慮的問題。

就我們自己星球的氣候演變而言，研究模型通過微妙地修改類地行星的特征，一次一個(gè)參數(shù)地預(yù)測了海洋環(huán)流和氣候的這一變化和其他令人驚訝的顯著變化。如果參數(shù)同時(shí)改變，以更準(zhǔn)確地反映系外行星的特征可能與地球有何不同，可能會(huì)產(chǎn)生更戲劇性的影響，從而打開幾乎無限的探索場景。海洋真的是充滿活力的棲息地，本研究在這里只是觸及了皮毛，研究人員的愿景是：人們會(huì)對(duì)此感到興奮，并繼續(xù)研究和探索更具差異化的可能性。

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博科園｜研究/來自：芝加哥大學(xué)

研究發(fā)表期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab487d

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