“生命的奇迹”出现在外星地下宜居带

系外行星的宜居带范围可能超出了人们的想象，一项计算模型的数据显示，系外行星的宜居带比过去计算的范围超出了10倍以上，行星宜居带尺度的“扩张”表明，更多的行星将被列入宜居行星的候选对象，在系外行星上出现生命的可能性显著增加。《地球和空间科学》杂志发表了一项有关宜居带的计算成果，人们过去认为不适宜生命活动的行星可能有生命的活动，阿伯丁大学的科学家指出，假如地球尺寸的行星支持了生命的诞生，那么它们的宜居带至少比过去确认的范围扩展了10倍。

以地球到太阳的距离为参考尺寸，两者的距离为一个天文单位，地球孕育了包括人类在内的一切生命，假如地球到太阳的距离为10个天文单位，那么地球就会脱离目前定义的宜居带范围，然而，按照不同的宜居带标准，地球仍可能成为生命的摇篮，地表以下的空间可能孵化生命的种子。阿伯丁大学科学家的计算结果挑战了传统的宜居带理论，天体生物学家过去没有考虑地表以下生命活动的方式。宜居带通常是指，在维持生命活动的条件下，行星到恒星的距离。生命行星距离恒星不能太近，不能太远，距离太近或太远，行星都不能保持液态的水，而行星上拥有可饮用的水源是维持生命的基本条件之一。

行星距离恒星太近，液态水将变成沸腾的水蒸气；行星距离恒星太远，液态水将变成冰冻的固态水。阿伯丁大学的博士生肖恩·麦克马洪解释说，传统的宜居带理论没有考虑特殊的生命条件，生命可能出现在行星的表面下，道理很简单，环境温度随地面以下深度的加深而上升，地表以下的空间可能有合适的温度和液态水，具备了生命诞生的基本条件。传统的宜居带理论仅考虑了生命出现在行星表面的情形，而在地表下有保温效应和地热资源的能量。

阿伯丁大学的科学家构建了独特的宜居带物理模型，分析在行星的地表下温度与深度的相互关系。人们目前已知，在地球的地表以下3.2英里或5.15公里的深处发现了生命的活动。在地表以下更深的地方可能有生命的踪迹，有必要进行更多的深孔钻探实验。应用了创新的计算模型，科学团队发现，一个位于类似宜居带的类地行星围绕着一颗3倍太阳大小的恒星旋转，在类地行星表层下的5公里深处存在液态水和生命物质，如果在类地行星的表面下10公里或6英里的深处有液态水和生命活动，那么类地行星的宜居带范围将要提升14倍。

从目前的宜居带理论进行推算，太阳的宜居带范围延伸到了火星，或者说火星处于太阳系的宜居带。阿伯丁大学的科学团队经过计算发现，太阳系的宜居带延伸到了水星和土星的区域。甚至在行星和恒星的星际距离非常遥远的情形下，相当于地球体积数倍的岩石状行星仍有可能在地表下5公里的深处产生生命的现象，即使是大体积的岩石状行星缺失了大气层的包裹，主要的原因是在岩石状行星的表层下涌动了热源。

有些科学家指出，在距离地球20光年、位于天秤座行星格利泽581d的表面似乎不可能含有液态的水，它的表面十分寒冷，但根据科学团队的计算模型推断，在行星格利泽581d的表面下不到2公里的深处可能含有液态的水，但要求格利泽581d是一颗类地行星。麦克马洪希望能够帮助到天文学家，在传统概念的宜居带范围以外找到系外行星生命的踪迹，创新的物理模型扩大了宜居带的范围，显著地增加了生命行星的数量，即使处在宜居带以外的系外行星，在它们的表层下仍然可能有生命的迹象。

来自阿伯丁大学和圣安德鲁斯大学的科学团队的成员相信，仅从地球生命的概念来推断系外行星的生命活动范围，这是不够的，系外生命不一定仅存在于行星的表面。岩石状的系外行星与月球和地球的环境有一定的差异，地外行星和地球的卫星——月球的表面一样，可能寒冷而贫瘠，缺少大气层的包裹或含有稀薄的大气层，很难形成大气层的“温室效应”。地外行星的大气层可能有某种腐蚀性，恶劣的大气层环境阻碍了生命的出现，然而，在地外行星表面下的“地宫”，生命组织避开了各种恶劣的环境要素。地下宜居带的概念扩大了传统宜居带的范围，科学家在系外寒冷而贫瘠的行星“地下室”可能找到生命的痕迹。“地下宜居带”的概念将一颗地球大小的地外行星所拥有的传统宜居带范围至少扩大了10倍。

（麦克马洪的科学团队建立了新的计算模型，弥补了传统宜居带理论的不足，他们将研究的视角延伸到行星地表下的空间，构造了“地下宜居带”概念。目前的宜居带理论强调生命诞生在行星表面，没有考虑地下生命的情形。在温暖如春、风和日丽的行星表面孕育了生命的种子，处于宜居带的行星为生命诞生提供了外部条件。在天寒地冻、贫瘠荒凉的行星，同样可能出现生命的活动。

生命的种子在行星的地表下生根发芽，适宜的温度维持了地表下的液态水。早期人类经历过“洞穴文化”，洞穴壁画证明了世界各地洞穴文化的存在。洞穴为早期人类提供了遮风避雨、抵御严寒的住所，现代人类设计和建造了“地下城”。人类在数十亿年之后可能回到洞穴，那时的太阳将会剧烈膨胀，那时的人类在洞穴中暂时躲避太阳的“火舌”。从过去到未来，人类的命运似乎“从洞穴中来，到洞穴中去”。）

（编译：2021-1-10）