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在浩瀚无垠的宇宙中，诞生了数以万计的星星，其中有一颗表面三分之二被海洋覆盖的岩质行星，被人类认为是一颗独特而又孤独的行星，那就是地球。 地球为什么独特？因为她孕育了生命，更重要的是孕育了我们自诩为智慧生物的人类，我们认为她独特。 地球 然而在太阳系形成初期，八大行星几乎同时形成，为什么经过近五十亿年的演化之后，目前只有地球形成了生命，其他的星球荒芜一片？不禁要问，什么样的环境才有可能出现生命呢？ 在人类的视界之内，所有的生命都以碳元素为基础，那些有可能以氮基或者硅基为基础的生命形式目前还存在于科幻小说中，我们就不予浪费口舌。 一个行星出现碳基生命的必要条件是什么呢？液态水、活跃的地壳活动，缺一不可。为什么是这两个必要要素呢？在地球上它们从何而来？ 液态水我们都知道，水是生命之源。高中生物课本告诉我们，水不仅是构成生物组织的重要成分，而且大多数生物化学反应只能在是在水溶液中进行，所以就算是水以冰的形式存在，生物就无法进行生物化学反应，生命也就不可能出现。所以，液态水对于生命起源的重要性不言而喻。 在宇宙形成之初，只存在无数的电子和质子，这些质子和电子互相碰撞、结合，首先出现质量较小的氢、氦等元素。直至现在氢和氦也是宇宙最普遍元素，无论是类似太阳的恒星还是在类似木星的气态行星。 原始地球 这些小质量的元素，进一步聚变形成更重的元素，比如氢元素聚变形成氦，氦聚变形成碳、氧等元素，碳、氧聚变形成钠镁铝硅之类的元素……而水则是由氢氧两种质量较低的元素化合而成。所以，至少从化学元素的角度，水在宇宙中根本就不是一个稀罕的东西。事实证明也是如此，水也是宇宙很常见的物质，无论是从落在地球上的陨石，还是对太阳系彗星、火星、土星和木星卫星的观察，都发现了水存在的证据。 所以在最初形成地球的尘埃里、碎石中存在大量水分子，或者大量的氢离子和氢氧根离子，这些物质在地球形成过程中大量的积累，随着地球的逐渐冷却，这些水分子汇集到了地球表面，形成了海洋。 活跃的地壳活动提起地壳活动，首先可能想到的是火山喷发、地震，这些自然界目前发生的灾难。然而在生命的形成过程中，地壳活动扮演着重要角色。 在地球的形成初期，地面表面还没有坚硬的地壳，地球被炽热流动的熔岩覆盖，而且遭到大量小行星和彗星的袭击。熔岩中产生二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氢气、二氧化碳硫等气体逐渐形成了原始大气层，值得一提的是原始大气中氧气含量很少，氧气是由后来的生命制造。 火山肆意 其次，熔岩流中氢离子和氢氧根离子化合生水和本来熔岩流储藏的水分子以蒸气的方式排到大气中冷却，然后又通过降雨回到熔岩中，这个反复的过程持续了8亿年，直到38亿年前，熔岩才冷却下来，地壳形成，这些水才慢慢汇集成海洋，形成了地球的“原始汤”。 地球结构 最重要的是，在地球熔岩肆溢的状态下，重力分异作用导致了地球“核-幔-壳”结构的形成，简单的来说就是，以铁和镍为主的重元素下沉形成了地核，以硅和铝为主的较轻的物质向上走形成了地壳。固体的地核和流动的地幔形成了一个“自激发电机”，形成了地球的保护罩——地磁场，避免了宇宙高能粒子破坏大气层。 除此之外，活跃的地壳活动还为生命的起源充当催化剂的作用，下面会详细的提到。 地壳活动、液态水为生命的诞生提供了基础的物质条件，但是从无机物到有机物一个巨大的质的改变，有机物才是构成生命的基本物质，那么有机物从何而来呢？ 关于这个问题的解答，最著名就是米勒实验。米勒制造一个密闭的容器，容器中充满甲烷、氨气和氢气、水蒸气的混合气体用来模拟原始大气，将容器内的水煮沸模拟原始海洋，然后在火花放电模拟雷鸣闪电的原始大条件下生成的有机物。到目前为止，用米勒模拟实验和其它类似实验，已能合成出20种天然氨基酸中的17种。 米勒实验模型 我们再反过来看看地球原始的环境，在地球形成最初的8亿年中，地表的岩浆活动中产生二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氢气、二氧化碳硫等气体形成了原始大气，大气中充满了从熔岩中排出的水蒸气。 那么闪电哪里来呢？ 我们都知道闪电就是正负电荷的接触触发的，在地球上火山喷发时常常伴随着绚丽的闪电。而在原始的地球上，由于活跃的地壳活动，随处都是火山喷发，那么电闪雷鸣的现象遍地都是，而且这些电闪雷鸣持续了几亿年，在这个过程中，有机物被合成，然后随着雨水冲淋到原始海洋里，形成组成核酸和蛋白质大分子的基本配件。 火山闪电 近年，科学家在坠入地球的陨石上找到了氨基酸，便说有机物起源于外太空，这种说法也遭到一些科学家的质疑，因为陨石在坠落地球的时候很可能受到污染。即使说是有机物来自宇宙，那么宇宙的有机物又来自哪里呢？高等文明播撒的种子？那么高等文明又来自哪里呢？ 这样问下去会陷入一个鸡生蛋蛋生鸡的困境循环里。在物质的宇宙里，一切都是由基本的粒子演化而来，既然宇宙能合成有机物，那为什么有机物不能在地球上合成，毕竟地球已具备合成有机物的条件。 此时，生命诞生的必要物质有机物已经出现了，离生命的诞生还会远吗？ 生命可以在岩浆四溢的洋中脊滚烫的热液中存在，也可以在常年气候在零下四五十度南极存在，甚至有些生命的极限我们人类还没完全的发觉。那么不禁要问到，和地球几乎同时形成的其他行星，都是由太阳系的尘埃和碎石组成，为什么其他行星没有出现生命呢？毕竟生命的诞生好像只和液态水和地壳活动有关。 首先，太阳系内的4颗气态巨行星、木星、土星、天王星和海王星，它们大气中充满了由氢、氦、氖等轻元素气体，表面被固态厚厚的固态氢、甲烷等混合物覆盖。如果这些星球有火山活动，那么会是怎么呢？你可以想象把一根燃烧的火柴扔进煤气罐的场景，所以这四颗行星已经排除到生命诞生的门外。 木星结构 水星，作为离太阳最近的行星，岩浆活动早已停止，大气被太阳辐射的高能粒子完全剥离，整个星球处于太阳的直射下，根本不给水存在的可能，甚至有些岩石也被直接蒸发，生命也自然无法存在。 金星，作为和地球最为相似的行星，有二氧化碳为主的大气、闪电、非常年轻的地表，然而由于强烈的温室效应而造成的地表温度高达460℃，地表的水分都以蒸发，似乎目前不符合生命出现的条件，但是它的环境和原始地球的环境又有何差别呢？给金星以时间，文明就会诞生。 火星，作为地球的孪生兄弟，许多证据表明火星曾经存在海洋，是太阳除地球之外最可能诞生生命的行星。然而，它由于内部岩浆的冷却，导致磁场减弱，大气被剥离，水分蒸发，现在变得荒芜死寂。目前，科学家们努力的寻找火星生命存在的证据。 太阳系只是银河系边缘猎户旋臂上的一个普通的星系，在无边的宇宙中，这样的星系千千万万，我们没理由相信，生命只出现在地球上，而在找到外星生命之前，等待我们的是广漠的时间与空间。 太阳系 end  点击扫描二维码 |
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