四十亿年前,太阳系内侧有三个地球,金星、火星、原始地球,它们个个都有海洋、有大气、有机会孕育生命。
四十亿年后,两颗变成了地狱,只剩地球一颗硕果仅存,不是地球运气好,是另外两颗,一个被太阳烤死,一个被自己冻死,死法一个比一个惨烈。
如果穿越回四十亿年前的太阳系,你会看到完全不一样的景象,那时的太阳,亮度只有现在的百分之七十,温和得像个年轻的灯泡,宜居带比现在更宽,从金星轨道一直延伸到火星轨道,三颗行星刚好全部落在里面。
大哥金星,离太阳最近,当时非但不是炼狱,反而是最被看好的种子选手,NASA 戈达德太空研究所的气候模拟显示,早期金星拥有全球性的浅海,深度可达数百米,表面温度稳定在二十到五十摄氏度,和地球的热带海洋差不多,这种宜居状态至少持续了二十亿年
三弟火星,虽然个头小,但当时一点也不荒凉,NASA 火星勘测轨道飞行器、好奇号,都找到了实打实的证据:四十亿年前的火星,有完整的全球磁场,有厚重的二氧化碳大气,有奔流的江河,有连片的湖泊,甚至北半球有整片的海洋,地表温度和地球相差无几,温暖湿润的环境持续了至少十亿年。
反倒是排行老二的地球,当时最狂暴,天天火山喷发,岩浆横流,大气里全是毒气,还时不时被小行星撞击,日子过得最惨,那时候要是有外星人造访太阳系,大概率会觉得,金星最有前途,火星也不错,地球就是个没长开的毛头小子。
谁能想到,四十亿年过去,风水轮流转,曾经的优等生双双陨落,最不起眼的地球,反而成了唯一的生命乐园。
今天就跟大家把这件事从头到尾讲明白:金星和火星,到底是怎么一步步死掉的?
为什么偏偏只有地球活了下来?
先说说大哥金星,它是典型的一手好牌打得稀烂,死于失控的温室效应,很多人以为金星热是因为离太阳近,其实不全是,四十亿年前太阳暗,它刚好在宜居带里,日子过得很舒服。
坏就坏在,太阳会慢慢变亮,随着太阳步入壮年,光度一点点增加,金星接收到的热量也越来越多。海洋开始慢慢蒸发,水蒸气飘到大气层里,要命的是,水蒸气本身就是强效的温室气体。大气里水蒸气越多,保温效果就越好,温度就越高;温度越高,海水蒸发得就越快,水蒸气就越多。
这就形成了一个死循环:越热越蒸发,越蒸发越热,这还没完,地球上有板块运动,有雨水冲刷,大气里的二氧化碳会和岩石反应,变成碳酸盐沉到地下,也就是碳循环,能自动调节大气温度。
但金星不一样,随着海水越来越少,雨水越来越少,碳循环直接断了,火山喷出来的二氧化碳,只进不出,在大气里越积越多,二氧化碳加高温水蒸气,两大温室气体联手,直接把金星的温度一路推上了天。
最后海洋彻底蒸干,所有的水都跑到了大气层上层。太阳的紫外线把水分子拆成氢和氧,轻的氢原子源源不断逃逸到太空,重的氧和地表岩石结合。
时间一长,金星的水就彻底丢光了。
如今的金星,大气百分之九十六都是二氧化碳,地表气压是地球的九十二倍,相当于在海底九百米深的压力。地表温度稳定在四百六十五摄氏度以上,铅块扔上去都能熔化,天上飘的云都是浓硫酸,下的雨都是硫酸雨。
从温润的蓝色水世界,到高温高压的硫酸炼狱,金星用了十几亿年,一步步滑向了深渊。
再说说三弟火星,它的死法和金星刚好相反,不是热死的,是冷死的,根源就一个字:小,火星的质量只有地球的十分之一,体积小,内核凉得就快,行星的全球磁场,靠的是液态外核对流,也就是行星发电机效应。内核一凉,对流慢慢停了,发电机就熄火了。
根据祝融号和 NASA 探测器的测算,火星的全球磁场,大约在三十七亿到三十六亿年前,就急剧减弱,几乎消失了,磁场一没,保护罩就没了,太阳风,也就是太阳喷出来的高能带电粒子,直接长驱直入,轰击火星的大气层。它不像地球有磁场挡着,太阳风只能从两极溜走。
火星没有这层盾牌,太阳风就像一把慢刀子,一点点刮走火星的大气,几亿年过去,大气越来越稀薄,气压越来越低。气压低了,液态水就没法稳定存在,要么沸腾蒸发,要么冻结成冰,河流干了,海洋没了,云层散了,温度也跟着一路往下掉。
曾经温暖湿润的火星,慢慢变成了今天这个样子:平均零下六十三摄氏度,大气只有地球的千分之六,表面一滴水都存不住,只剩南北极的冰盖和地下的冰层,还残留着当年水世界的痕迹。
那地球为什么活下来了?
说白了,就是刚刚好。
位置刚刚好,在宜居带的黄金位置,离太阳不远不近,太阳变亮一点也没关系,不会像金星那样彻底失控。
个头刚刚好,质量足够大,内核凉得慢,液态外核对流了四十六亿年,到今天还在转,全球磁场稳稳的,牢牢挡住了太阳风,护住了大气层和海洋。
更关键的是,地球有板块构造,金星和火星都没有活跃的板块运动,唯独地球有。板块运动就像地球的空调,通过碳循环自动调节温度。大气里二氧化碳多了,雨水冲刷、岩石风化,把碳埋进地下;少了,火山喷发再补回来。
就靠这套负反馈系统,地球的温度稳稳保持在液态水的区间,维持了几十亿年,还有两个外挂 buff,一个是月球,一个是木星,月球的引力,牢牢稳住了地球的自转轴倾角,让地球的四季稳定,不会东倒西歪。火星就没有大卫星,自转轴晃得厉害,气候也跟着大起大落。
木星在外围,像个巨大的吸尘器,把大部分乱飞的小行星、彗星都吸走了,大大降低了地球被毁灭性撞击的概率,位置、大小、磁场、板块、卫星、外围守护,所有条件刚好凑齐,缺一个,地球可能就和金星火星一个下场。
说地球是天选之子,真的一点都不夸张。
银河系里很多恒星系统都有好几颗类地行星,可能很多系统都经历过 “早期好几颗宜居,后来只剩一颗甚至全灭” 的过程。这也是为什么我们找不到外星文明,可能大多数宜居行星都活不长久。
了解完三颗行星的命运,我心里最大的感受,就是庆幸和敬畏,庆幸的是,我们的地球,刚好凑齐了所有苛刻的条件,在四十亿年的时间里,一次次躲过了灭顶之灾,从狂暴的岩浆星球,一步步变成了生机勃勃的蓝色家园。
敬畏的是,行星的命运其实早就写在了诞生的那一刻,位置、大小、质量,这些初始参数,基本就决定了几十亿年后的结局。
金星离得近了一点,火星个头小了一点,就这一点点差距,经过几十亿年的放大,就是天壤之别。一个成了炼狱,一个成了荒漠,只有地球,刚好卡在中间,走出了一条完全不同的路。
我们总觉得地球的宜居是理所当然的,蓝天白云、江河湖海,好像天生就该是这样,其实根本不是,放眼整个太阳系,宜居才是偶然,荒芜才是常态,我们习以为常的一切,都是无数巧合叠加出来的奇迹。
所以啊,别总想着移民外星,别总觉得地球不好,整个太阳系,甚至可能整个银河系,都找不到第二颗这么完美、这么温柔、这么适合人类的星球了,保护好这颗蓝色星球,就是保护我们自己唯一的家。
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