地球和月球都處在宜居帶,為什麼月球沒有生命跡象?

金喜55

宜居帶是天文學家尋找外星生命的主要對象,但並非宜居帶中的所有星球都適合生命生存,原因主要有以下幾點。



一,先說說地球為什麼能繁衍出生命,適合的溫度(液態水得以存在),大氣層的保護(讓地球表面溫差不至於過大,同時避免地球受到隕石襲擊),地球磁場的保護(讓生命免受宇宙射線傷害)。當然,還有其他有利因素。

事實上,不只是月球,金星和火星也都在太陽系宜居帶,但這兩顆星球同樣沒有生命跡象(起碼目前沒發現)。金星上因為極端的溫室效應,讓它成為太陽系裡最熱的星球。而火星剛好相反,那裡的大氣非常稀薄,也成為一片死寂之地!

同時還要說的是,位於宜居帶的星球不一定有生命存在,但沒有位於宜居帶的星球也並非不能出現生命。


比如,天文學家已經發現,遙遠的土星的衛星,土衛二很可能存在地下海洋,那裡就有可能存在生命。而且遙遠未來,太陽系的宜居帶會外移至木星土星附近,屆時這兩顆星球的衛星或將生機勃勃!

不過,無論如何,科學家尋找外星生命的重點還是要尋找位於宜居帶的星球,畢竟我們地球就位於宜居帶,我們沒有必要尋找宜居帶外生命那種低概率事件!


宇宙探索

先上一張圖。希望之星,土衛2

宜居帶(habitable zone)這個概念是天文學家提出的,其標準是按照地球生命的需要來設定的,那麼地球生命的需要與天文學之間的關係是啥?那自然就是太陽,太陽提供的能量讓植物可以將其轉變為化學能——光合作用,同時還保證了地球上的水可以在三種狀態下轉變:固態、液態和氣態。而生命是建立在液態水環境中的化學反應來維持和進行的。

而宜居帶的概念,就是從太陽所釋放能量的角度出發,行星如果離太陽太近,接受的能量太多,溫度就會太高,以至於水只能以氣態的形式存在,而離太陽過遠,則水只能以固態的形式存在。而在氣態和固態之間,必然存在一個範圍,讓水有機會以液態的形式存在。這實際上就像我們在寒冷的冬天在戶外烤火時候的感受,離火堆太近熱得受不了,太遠又冷得受不了,通過調整離火堆的距離,達到和諧的境界。

而宇宙空間同樣很冷,甚至遠超過地球上最冷的地方,比如南極最低溫度曾達到過零下80度,但宇宙空間的溫度通常在零下270度左右。至於為何宇宙空間還有溫度這樣的概念,暫且不談。總之,溫度高於-270度的星球都在時刻向宇宙空間中輻射熱量,無論太陽還是行星都是如此。而地球這樣的行星,雖然在誕生之初,溫度很高,但隨著熱量的輻射,地表溫度早就下降到允許水以液態的形式存在於地表了,但這完全依賴於太陽、地球大氣層以及地軸傾角之間的相互作用!所以,僅僅簡單的說宜居帶是不全面的。

而月球由於它質量太小,無法留住大氣層,因此雖然它也呆在宜居帶之內,但水早已逃逸到宇宙空間中去了,畢竟水是個很小很輕的分子,而缺乏大氣層的後果就是一旦太陽的光芒的消失,熱量就迅速的輻射到宇宙空間中去了,因此陰面的月球地表溫度大概在零下一百多度左右,但陽面的月球地表,正午的溫度又能升高到零上100多度。

圖示:計算機模擬計算的月球正表面,不同緯度地區的溫度波動曲線圖。這是開爾文溫度,換算為攝氏溫度需要減去273度。

但當然問題還沒有這麼簡單,即便沒有大氣層來保溫,但是土壤本身也有保溫作用,來度過晝夜交替,畢竟晝夜交替的時間不長,大約各14天,這是因為月球的自轉速度和月球圍繞地球公轉的速度一樣,因此地球上的一個月就是月球上的一整天!計算機模擬顯示在月壤下大約一米處,月球溫度應該保持相對恆定。

圖示:計算機模型推算,不同緯度地區月球恆溫層溫度。從圖上可以看到,最高溫度也在攝氏零下50度以下,這意味著即便在月球內部也沒有希望存在液態水,因此月球上沒有生命跡象也就並不奇怪了,畢竟除了科幻小說之外,我們依然只能用液態水來作為判斷生命是否存在,或者至少有可能存在過的關鍵依據。

與讓人失望的月球相比,在太陽系中,還有個星球,同樣有可能擁有液態水,這和月亮構成了鮮明對比,這就是木衛2,木衛2,雖然沒有呆在傳統的宜居帶中,但在它厚厚的表面冰層之下,可能存在著一個液態水的海洋,因此天文學家們認為也許木衛二上有外星生命。而其能量的來源則是木星那巨大的引力拉扯,導致木衛2內部摩擦生熱。

圖示:卡西尼號宇宙飛船,藉助木星引力幫助,飛行到土星軌道,在那裡它發現了新的希望之星土衛2,太陽系內擁有液態水的星球(行星或衛星)越多,那麼存在外星生命的可能性就越高。這些衛星能擁有液態水是因為潮汐能,它們都是大質量氣態行星的衛星,因此受到劇烈的潮汐能的影響,而在衛星內部產生巨大的熱量。

圖示:卡西尼號拍攝的土衛二南極附近“虎皮條紋”地形。小圖為卡西尼號拍攝的土衛二南極熱泉噴射出的羽狀物,這些羽狀物形成的氣體雲被卡西尼號測定有分子氮,甲烷,二氧化碳,水蒸氣等成分.


三思逍遙

月球地球雖然都在宜居帶,但情況大有不同,生命存在的再基本條件就是要有空氣和水,還要有氧氣,月球一樣都沒有。還有月球的一天是29.5天地球日,連續15天受太陽強力照射,氣溫高達150度左右,接下來又是連續15天漫長黑夜,氣溫又降到零下150左右,這樣的惡劣環境能有生命嗎?



春天的風13769215143

首先月球太陽系內流竄自然小行星,被地球逮住,月球面積小,土壤,地質成分跟地球成分都不一樣,形成年限也不一樣,月球引力,磁場很小,不能吸住大氣層,所以大氣層非常稀薄,月亮主要沒有一定厚度大汽層,大汽層中塵埃,大汽層流動造成月亮造成白天和晚上溫差大,阻擋太陽輻射,和隕石碰撞,月亮含水量達不到至少28%維持大汽層水循環,大氣中成分適合誕生植物和生物生存條件等都不具備,各方面都不達標。月亮現在主要阻擋隕石對地球碰撞和潮汐作用,所以雖然處在宜居帶,月亮無法誕生生命。


擦肩而過的世界

可以這麼說,月球是不宜人類居住的。只有月球離地球最近,也只能在月球上建立基地。通過地球的給養,在到其它星球是最好的選擇。為了保護好地球的生態環境,人類只能這樣做哦。美國曾多次登陸月球經過考查,月球的確不實和人類居住。在月球上建立基地成本太高,風險細數也高。什麼物資都要從地球上提供包括給養等。在太空建立空間站成本底,風險也小。這是停止到月球上的主要原因…。


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嗯,這是個值得研究的話題。應當對目前所發現的系外宜居行星進行更細緻點的評估。



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