[中配]在太陽系中生存：四十億年前的旅程

你在一個潮濕的洞穴裡醒來 今天變得更加寒冷 很快冰泉將覆蓋你的定居點 是時候去別的地方看看了 但首先吃早餐 你用獸皮包裹自己 手持長矛與族人赤腳出發 開始一場漫長而疲憊的尋找猛瑪香之旅 可能需要幾天時光忍受飢餓 不是每個人都會帶著獵物回來 在路上你可能會遇到一隻巨大的劍齒虎 或一隻憤怒的雌性巨型樹懶 但你卻更加不幸 你們的營地位於的火山 突然蘇醒摧毀了整個部落 父女和兒童死於熔岩之中 男性獵人則在火山灰中窒息而亡 在這樣的條件下 科學家認為這是理想的 人類必須在其存在之初生存下來 如果人類出現在更有利的條件下 且時間更早 比如與太陽系同時出現 也許我們可以達到新的進化階段 雖然當時的世界看起來是一片炙熱的混亂 但在某些星球上的條件 卻比人類誕生時的地球要好 如果我們四十億年前出現 我們會存活下來嗎 最初我們的太陽系看起來像是一個 以星星為中心的氣體和顆粒構成的圓形星盤 盤的內部很熱 主要由石頭和金屬顆粒組成 外層較冷的部分含有更多的氣體和水冰 在這裡太陽系出現近三百萬年後 第一顆行星木星吞噬了大部分外部的圓形星盤 因此後來的土星積累的物質較少 天王星和海王星不再是由晶和海形成 而是由水、冰和氨的殘餘物構成 水星、金星、地球和火星出現在離太陽較近的地方 冰蒸發、氣體逃逸 因此這些行星是由固體元素組成的 因此沒有獲得太多的質量 行星形成的過程大約花費了一個億年 直到四十六億年前才結束 但那時太陽系看起來與我們習慣的完全不同 所有行星都比現在更靠近太陽和彼此 氣態巨星憑藉其強大的引力導致了流星雨 並將海王星和天王星推得更遠離行星 但那時我們的地球發生了什麼? 如果人類在地球形成後立即出現 存在的時間只是幾秒鐘 我們的星球曾是一塊逐漸降溫的熾熱岩石 四億五千萬年前發生了一次巨大的碰撞 一個與火星大小相當的物體撞擊了這顆行星 打碎了它的一部分 月球是由撞擊產生的碎片形成的 部分物質從地球上蒸發 大量二氧化碳也釋放到大氣中 因此行星上的溫度長期保持在230攝氏度左右 與此同時壓力上升至27個大氣壓 在這樣的條件下生命的存在絕對是不可能的 後續時間發展得更為迅速 在3.19億年的時間裡 我們的地球經歷了所謂的晚期蟲轟擊 在巨型氣體行星的引力影響下 數十萬顆小行星朝著太陽系的內行星進發 在那個時期地球表面佈滿了隕石撞擊留下的坑洞 其中大約有2萬個直徑超過20公里 要了解隕石撞擊地球的頻率 可以看看月球的表面 它上面大多數環形山都是在那個時期形成的 但晚期強大轟擊也產生了積極的影響 科學家們認為正是因為這個原因 水纔出現在我們的星球上 隨著時間的推移地球開始降溫 38億年前地球的溫度降到了100攝氏度以下 大氣中的水蒸氣在61年前 可能是這裡出現了最早的生命形式 但是這個星球的條件仍然不適合人類 大氣由甲烷和氮氣組成 只有厭氧的藍藻能在氣中生存 它們通過光合作用獲取能量 矗立陽光將氧氣釋放到大氣中 很快星球上的空氣將會被我們星星釋放的帶電粒子摧毀 隨著大氣層開始形成 這是因為當時我們的地球沒有足夠強大的磁場 它是在35億年前形成的 從那個時期地球的空氣中氧氣逐漸飽和 似乎這是人類出現的理想時機 在這個星球上 但問題是當時這裡只有最簡單的生命形式發展起來 細菌和微小藻類 沒有可食用的植物和動物 人們就會餓死 原來人類確實是在一個完美的時刻出現在地球上 氣溫和氧氣含量適宜 周圍有足夠的食物 與此同時 像恐龍這樣的巨型掠食者已經滅絕 不再構成威脅 不可能更早出現 但是如果我們在其他星球運氣更好呢 45億年前 內太陽系的行星溫度過高 無法存在生命 但是冰霜巨人怎麼辦 那時天王星和海王星離恆星更近 這意味著他們的生存條件可能更為有利 例如在天王星上 一天持續17個小時 然而只有當你處於行星的內部層時 天王星的外層大氣圍繞肘子轉的速度 快三個小時 這在行星的兩極 形成了整個太陽系中最強大的風暴 此外儘管天王星和海王星是冰巨星 而非氣體巨星 但他們仍然沒有固態表面 但即使假設人類能夠適應這樣的環境 和太陽系中的其他星體不同 它實際上是側著旋轉的 2018年 來自英國杜倫大學的研究員雅各布 開啟蕾絲 進行了一項關於天王星與巨大物體 可能碰撞的計算機模擬 他發現在40億年前 一個大小是地球兩倍的天體 撞擊了這顆行星 撞擊將岩石和冰的碎片 送入天王星的軌道 可能促成了環和衛星的形成 但最重要的是碰撞後 行星的軸傾斜到一個季節的角度 行星的翼極朝向了恆星 事實上此時天王星的一半永遠處於黑夜 而另一半則是白晝 這兩顆冰巨星絕對不適合生命的出現 尤其是人類 那衛星呢? 大約40億年前 當海王星逐漸遠離太陽 並向目前軌道移動時 它與一個雙行星系統發生了碰撞 這是兩個不圍繞彼此旋轉 而是圍繞共同之心旋轉的太空物體 就像冥王星和它的衛星卡戎一樣 在與海王星碰撞後 系統中的一顆行星被拋入太空 另一顆則成為了冰巨星的衛星 今天我們知道它是海王星最大的衛星特利頓 科學家們對這顆衛星的過去了解得非常有限 可以推測在與半星碰撞之前 特利頓是在科伊伯帶中運行的 現在這個小行星 待位於太陽系行星的軌道之外 但40億年前它離我們的行星要近得多 這意味著當時特利頓的溫度可能會高得多 如今月球的外殼 有55%的氮冰 近35%的水冰 和10%的凍結二氧化碳組成 儘管科學家們探索的特利頓表面不到一半 他們卻認為在冰層下有一個液態水的海洋 目前衛星的表面溫度不會超過零下235攝氏度 但在太陽系形成初期 特利頓的溫度可能要溫暖得多 如果這是一個被水洋覆蓋的世界 人類甚至可能在上面生存 但我們必須長出旗 適應在沒有陸地的星球上生活 儘管這些條件遠非理想 但比我們系統中大多數其他行星的條件要好得多 如果人類40億年前出現在木星 他們甚至連窒息都做不到 他們要麼會被氣體巨星上巨大的壓力壓扁 要麼會被其中一個強大的力量撕成碎片 有趣的是 行星表面並沒有著名的大紅點 這個超級風暴是在350年前纔出現的 但科學家認為 在過去木星上可能同時存在過多個類似的大氣現象 此外和太陽系中大多數其他行星一樣 木星也沒有逃脫碰撞的命運 大約在45億年前 一個質量是地球十倍的巨型圓行星 與地球發生碰撞 科學家認為 這次碰撞解釋了為什麼木星的核心如此奇特 問題是氣體巨星內部的重元素應該集中在行星的中心 但相反 它們分散在大氣的不同層次 這次撞擊威力巨大 永久改變了木星的內部結構 但即使沒有宇宙級的災難 在氣態巨星上生存也是不可能的 土星也是如此 這個星球的密度低於水 甚至很難想像在上面有生命 不過如果人類在土星形成後不久就出現 那麼可能會看到沒有環的土星 在卡西尼任務期間 科學家注意到圍繞這個星球的環太過明亮 關鍵是它們90%是水冰 如果這些環是在數十億年前形成的 它們早就會被黑暗的彗星塵埃覆蓋 失去光亮 卡西尼任務的科學家傑夫·考西認為 土星的環可能是在恐龍時代形成的 因此其年齡僅在7000萬到2億年之間 但如果第一批人無法在氣態巨星星上生存 那麼太陽系的岩石行星呢 水星的結構與地球的相似程度遠高於土星或木星 雖然它離太陽最近 但白天的溫度接近430度 夜晚則幾乎降到零下180度 在2012年NASA的MESSENGER太空探測器 甚至在該星球北極的隕石坑中發現了水冰沉積物 但人類能在水星上生存嗎? 在形成後已經過去了11年 這顆行星的表面降溫體積縮小 火山活動停止 儘管如此水星仍然有磁場 儘管它的強度幾乎比地球弱了100倍 但足以保護行星免受太陽風的影響 但即便如此也沒有幫助這個星球形成大氣層 它太小無法用引力保持空氣 人類在水星上連幾秒鐘都撐不到 但在太陽系中有一些行星 人類可以在那裡生存和發展 甚至不亞於在地球上 當我們談論地球之外生命的可能性時 火星是首先浮現在腦海中的事物 NASA研究員瑞貝卡·麥考利博士 相信四億五千萬年前 火星非常類似於地球 這兩個行星形成了相同的元素 但與正經歷困難時期的地球不同 火星的環境要溫和得多 2018年基於好奇號探測器的發現 NASA確認過去火星上 曾有河流和海洋溫暖的環境 甚至有有機物質 在紅色星球的表面上 科學家們認為 溫室效應可能使該星球的溫度得以維持 事實是四十億年前 太陽的亮度和溫度應該比今天低約30% 如果火星上的溫度足夠溫暖 那麼它的大氣會很密集 如果有大氣液態水並且沒有極端溫度 人類會感到舒適 但僅僅持續很短的時間 事實是四十億年前 火星的磁場與現代地球一樣強大 這使得該行星能夠保護其大氣 免受太陽風的侵襲 但隨著時間的推移 火星上的地質活動減弱了 它的核心減速了 磁場減弱了 今天這顆星球的氣氛密度比地球低了100倍 此外四十億年前 在火星一個被稱為阿拉伯陸地的地區 發生了數千次超級火山爆發 它們持續了五億年 結果數千立方公里的有毒氣體 進入了該星球的大氣層 NASA相信火山噴發產生的灰燼 可能會遮擋太陽數十年 並永遠改變該星球的氣候 但火星和地球並不是太陽系中 人類可能出現的唯一星球 到目前為止 金星是我們太陽系中最熱的行星 其表面的溫度可以達到475攝氏度 足以融化鉛 但是在七億年前 它的條件是截然不同的 早在1978年NASA的先驅號 Spacecraft發現了該行星表面 曾經有淺層海洋的證據 空間研究進行了一系列五個模擬 展示了金星在之前可能的樣子 根據行星表面被海洋佔據的程度 金星的溫度可能在20到50之間變化 攝氏度 此外研究人員邁克爾韋認為 這種氣候本可以維持31年 這段時間足夠生命 在金星上出現和進化 如果最早的人類出現在這個星球 他們就不需要忍受不斷的冰河時代 適應寒冷的氣候 但是為什麼在如此靠近太陽的星球上 會出現這樣的條件呢 科學家們認為 大約42億年前 金星經歷了一段快速降溫的時期 它地殼中的硅酸鹽鹽 吸收了二氧化碳 防止了溫室效應的發生 這個星球的大氣主要由氮氣組成 和地球的大氣類似 由於這個原因金星並沒有升溫 儘管它接收的太陽輻射 是我們地球的兩倍 此外研究人員邁克爾韋認為 這種溫和的條件 本應在今天的金星上持續存在 想像一下 如果不是7億年前 在這顆星球上發生的所謂大規模磨損 太陽系中可能會同時存在 兩個宜居行星 實際上金星上有很多火山 它們的特點是噴發時 熔岩變得非常流動 迅速在表面擴散 覆蓋周圍的一切 這就是為什麼金星的風景 在我們看來如此神奇 科學家相信 在這場大規模的磨滅中 曾發生過幾次超級火山的噴發 它們的熔岩簡直淹沒了整顆星球 最終凝固 單靠這一事件 無法對金星的氣候 造成災難性的改變 但熱熔岩釋放出岩石中含有的 大量二氧化碳進入了大氣 這引發了溫室效應 使金星的溫度升高到危急的程度 因此這顆星球上的海洋蒸發了 若有生命存在 也消失得無影無蹤 如果人類出現在金星 我們的文明將存在超過三十億年 我們的成長和進化方式 將與在地球上完全不同 或許在那濃密的氛圍中 人類會發展出帶齒的皮革翅膀 讓我們能夠飛翔 金星人的皮膚 很可能覆蓋著密集的輕薄鱗片 可以反射陽光 由於高壓 當地居民的身高不太可能超過一米 相反 在火星 由於低重力 人類可能會進化成 四肢腳長的高大生物 也許我們可以多一雙腿 一邊感到更穩固 再加上一件長外套來保暖 但是如果人類出現在特利頓 我們就會像巨型彩虹沙 生活在寒冷的地下海洋中 會讓我們更好的節約能量 我們會遊得非常慢 通過踩踏獵物來捕獵 你希望出現在這些星球中的那個 謝謝