外星人之谜：为什么寻找外星生命那么难

我们在电影、电视上看到的外星人，虽奇形怪状，但有一点不可否认，它们看起来都有点像人。比如说，它们都有头，头上有一双眼睛，都有手，手指说不定也正好是10根。

　　其实，地球上进化出人类这个模样，完全是个巧合，我们实在没理由指望另一星球上的外星人也拥有与我们相似的外表。没错，我们有10根手指，但这并非为了让我们在孩提时可以掰着指头从1数到10，而仅仅是因为那条最先爬到陆上的鱼，两片鳍上刚好各有5根骨头。两只眼睛一左一右，也并非为了方便我们“左顾右盼”，而仅仅因为最早能感觉光线的动物身上，两个感光细胞距离正好相近。就对提高生存能力而言，其实，眼睛一只长在额头，另一只长在后脑勺上，好处还要大一些哩。

　　而10根手指也好，眼睛一左一右也好，这些特征都是由一时偶然的因素所塑造出来的。不要说在外星环境中难以形成这些特征，就是让地球生命退回远古重新进化一次，人类也可能完全变成是另一副模样。因为地球环境的演化，也充满了偶然。



　　过去的太阳更冷


　　生命能有今天这个样子，完全是巧合。巧上加巧的是，地球上这个适合生命栖居的大好环境，似乎也是一系列巧事凑到一块的结果。你可不要以为，只要在太阳系选定某个位置，放上一颗行星，浇上一盆水，然后说“生命，请”，生命就会必然产生。没有这些巧事凑到一起，不论你怎么“请”，生命都是不会来的。
　　早在1960年代，当天体物理学家在电脑上模拟太阳演化的时候，他们就发现，在太阳的早年，能量输出比今天要少25%～30%。按照目前地球上这个环境，假如太阳能量输出减少25%～30%，将导致地球的平均气温比现在下降20℃左右，考虑到目前全球年平均气温差不多为10℃，那么平均气温将降至零下10℃。
　　这就是说，按照理论推算，45亿年前几乎与太阳同时诞生的地球，在它最初的大约20亿年里，可能是个通体硬邦邦的冰球，并不适合生命生存。
　　但是地球早年的沉积物表明，在其诞生后不到10亿年，地球就是一颗适宜生命栖居的星球了，不仅存在液态水，还已经存在细菌这样的简单生物。
　　这个理论与实际的不相符，就是所谓的“弱阳佯谬”：因早年太阳比较暗淡，按理说地球应该会冻成一个冰球，但实际上地球那个时候就已经生机勃勃。
　　对于这个佯谬，目前科学家已经提出多种解释。虽然没有定论，但有一点却也相当明显：地球上产生生命的这个环境，本身就是一个难得的巧合造就的。



　　第一个解释：温室气体


　　对于弱阳佯谬，最早提出、至今也最流行的一个解释是：尽管当时太阳要暗淡些，但地球大气层中温室气体的浓度要远高于现在，所以也就补偿了损失。这就好比说，虽然那个时候太阳不怎么热，但地球穿的“衣服”厚一些，所以就没有冻坏。
　　这个观点不难理解，不过确定这种温室气体到底是什么，却很棘手。
　　一提起温室气体，我们一般想到的是 。经过科学家考察，在距今38亿年前到25亿年前，地质史上称为“太古代”的这段时期，地球大气中 的浓度的确很高，最高时可达现在的30多倍。但问题是，在太阳比较暗淡，供热不足的情况下，要想让海洋里的水保持液态，的这个浓度还远远不够，差不多比需要的低了10倍（也就是需要比现在高出300多倍才成）。这说明，当初那条给地球保暖的、性能良好的“毯子”，并非全由 “编织”而成，肯定还有其他成分存在。
　　一位美国科学家提议，另外的成分很可能是氨和甲烷。它们都是比 还要厉害的温室气体。比如，同浓度的甲烷，其保暖效果是 的 的20多倍。
　　但这也有问题。早期地球没有臭氧层，在紫外线照射下，氨是非常不稳定的，即使在较为暗淡的太阳光下，它也很容易被摧毁。而甲烷在大气中超过一定浓度，会形成有机雾霾。这个雾霾虽然吸收阳光，但又通过红外线辐射把大多数热量返还给宇宙空间。所以，太多的甲烷非但起不到保暖的作用，反而有制冷的效果，天文学家在土星的卫星――泰坦星上已经看到了这一现象。


　　第二个解释：地表的反射率


　　既然单纯的温室气体解释不了弱阳佯谬，有科学家就开始寻找别的因素。
　　其中之一是地球自转。由于受月球引力的影响，自诞生之日起，地球的自转就一直在减速。这个减速肯定会改变热量从赤道到两极的传输模式，由此改变地表冰雪覆盖的范围。
　　比如，当初地球自转快，所以热量从赤道传输到两极的速度也快，两极的冰雪覆盖率可能比现在要低，而我们知道，冰雪对阳光的反射是很厉害的。假如冰雪覆盖面积少了，对阳光的反射少了，更多的热量就留在了地球上，这相当于给地球保温。
　　此外，整个地球的反射率还深受海、陆分布等因素的影响。海洋比起陆地，同等面积下会吸收更多的热量，所以海洋的反射率比陆地低；不过海洋一旦结冰，那么反射率又会高于陆地。
　　由于地球表面的板块无休止地运动，在远古的时候，地球反射率肯定跟现在是很不一样的，但我们对早期地球的反射率一无所知。一位丹麦科学家证明，如果设想地球早期陆地覆盖面积较少，再考虑云层对地表反射光的“拦截”，就可以把地球的反射率降低到足够低的程度，不需要更多的温室气体，用反射率就能解释弱阳佯谬。
　

　第三个解释：地球离太阳更近


　　与此同时，一些天文学家还把怀疑的目光投向地球在太阳系中的位置。
　　2009年，一位法国天文学家通过电脑模拟发现，内太阳系的行星轨道并非能一直稳定地存在下去。受外太阳系木星等巨行星引力的作用，在今后大约35亿年内，水星将偏离轨道。在偏离过程中，有可能跟金星、地球和火星中的某颗行星相撞。
　

　受此启发，一位天文学家认为，将来发生的事情过去可能已经发生过。他设想，如果过去地球离太阳更近，后来才移到目前这个位置，那就能很漂亮地解决弱阳佯谬。
　　这个设想并不离谱。我们只需要把今天的日地距离减小百分之几即可。至于为什么过去的日地距离会比现在小百分之几呢？科学家设想，大约25亿年前，两颗行星相撞，这个事件改变了太阳系原先的格局，把地球轻轻朝外推了一把，于是就推到了现在这个位置。 　　这就好比地球在跟太阳“躲猫猫”：当太阳较为暗淡的时候，地球因距离太阳较近，所以没有冻成冰球；当太阳燃烧旺起来的时候，地球又因此时离太阳较远，所以没有被太阳烤焦。
　

　我们已经为弱阳佯谬找出了这么多解释，不过上述任何一种目前都不占绝对优势。多数科学家倾向于认为，这些解释可能都对，都对地球的保暖做出了贡献。这就是说，早期地球之所以没变成一个冰球，要归功于一系列的巧合，比如那时温室气体浓度恰好比现在要高得多，其中甲烷的浓度又刚好适中；地球自转要比现在快；陆地面积恰好比现在少；云层比现在厚；地球离太阳的距离比现在小……没有这一系列的巧合，那么在头320亿年，地球可能就是一个了无生机的冰球。
　

　既然在一个现成的、适宜的“襁褓”中，生命的诞生尚且仍需要一系列的巧合（这在很多文章中已做过说明）；现在我们又证明了，单为了准备这么一个“襁褓”，都需要这么多的巧合；所以，你现在该明白生命的出现有多难！我们实在没理由对外星生命的存在表示乐观。
　　宇宙如此广袤，生命又如此罕见，我们找不到外星人，不是很正常的事吗？
　




　　生命导演的
　　地球冷暖周期


　　太古代是从地球初始到距今25亿年前的古老时代，证据表明，太古代时期比太阳演化模型所预言的地球气候要暖和得多。虽然对于这一现象如何解释，还众说纷纭，但对于这个暖和时期是怎么结束的，却不存在争议：地球很快就冷却进入了它的首个冰期。这是地球史上最长、最冷的一个冰期，而这一冰期正好发生在太阳逐渐转暖的时候，这不是很奇怪吗？
　　导演这一事件的主角是地球上刚开始繁盛的生命，尤其是地球上最早的光合作用细菌。它们释放出氧气，氧气破坏了大气中的甲烷，在紫外线作用下，甲烷和氧气发生反应，生成 和水。而甲烷是比 强20多倍的温室气体。 在氧气浓度升高之前，甲烷能在大气层中稳定存在1万年左右，自有了氧气之后，平均一个甲烷分子的寿命只有10年左右了。甲烷浓度急剧下降，所以地球就变冷了。

　　那么，地球后来又是如何走出冰期的呢？答案需要到地球上 的循环规律上去找。
　　大气中的 溶解在雨水中并被带入土壤，形成了碳酸盐矿物，而后碳酸盐矿物又通过地质运动钻入地下深处。经过数百万年之后，随着火山喷发，这些埋到地下的 回到大气中，从而完成一个循环。
　　当冰期开始，气温下降的时候，水更多的以冰雪的形式降到地表，冰雪是不会溶解 的，所以溶解到雨水中、并带入地下的 也少了。但火山活动却不受冰期的影响，继续喷发出原先埋在地下的 。这样大气中 越积越多，由于温室效应，气温就开始回升，导致冰期结束。