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天文在线|如果真有外星人的话，他们会做些什么？( 三 )


对于像火星这样的小行星 ， 大气层的引力逃逸起着重要作用 。它是这样运作的：构成行星大气的分子始终处于运动状态 ， 温度越高 ， 它们移动得越快 。但是 ， 无论温度如何 ， 总会有一些分子的移动速度快于平均速度 ， 而有些分子的移动速度慢于平均速度 。如果运动较快的分子获得足够的速度并且恰好在垂直于行星表面的方向上运动 ， 那么它们就可以克服行星的引力并逃逸到太空中 。

天文在线|如果真有外星人的话，他们会做些什么？
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行星越大 ， 其引力越强 ， 拴住大气的难度就越大 。例如 ， 在地球上 ， 一个分子必须以每秒移动约7英里（11公里/秒）的速度才能逃脱 。重要的是要注意 ， 将重分子提高到高速度比增强轻分子更困难 。这意味着 ， 较轻的分子比重的分子更有可能因重力逃逸而丢失 。例如 ， 地球已经损失了大量的原始氢和氦（大气中最轻的元素） ， 而火星则损失了更重的气体 ， 例如氧气和氮气 。
一种称为光解离的相关损失机制对水分子特别重要 。如果行星表面上有水 ， 那么大气中就会有一些水蒸气 。来自行星恒星的紫外线辐射将分解发现位于大气层上游的水分子 。所产生的轻质氢将通过重力逃逸而损失 ， 并且氧将与表面上的原子结合以产生各种氧化的矿物质 。我们认为一个很好的例子就是火星如何失去了历史悠久的海洋 ， 并且为什么火星的红色表面是其表层岩石中铁的氧化（生锈）产物 。
另一种重要的变化涉及二氧化碳 ， 二氧化碳是地球大气中一种重要的温室气体（水蒸气也是温室气体） 。 每次火山喷发时 ， 二氧化碳都会从地幔深处释放出来 ， 并排放到大气中 。 在一个称为深层碳循环的复杂过程中 ， 二氧化碳被带入海洋 ， 并被掺入石灰石等材料中 ， 然后会被带回地球内部 。 因此 ， 行星的大多地质变化会影响其大气中二氧化碳的含量 ， 进而会影响其温度 。 我们认为 ， 因为太靠近太阳 ， 金星历史早期存在的任何表层海洋都会由于行星的高温而蒸发掉 。 因此 ， 金星无法从其大气中清除二氧化碳 ， 而且由于缺乏深层的碳循环 ， 该行星在所谓的失控温室效应中导致了这种气体（二氧化碳）的积聚 。
这些例子表明 ， 系外行星大气的变化（我们必须指出 ， 我们用当前的望远镜仪器无法观测到的变化）可能会对它的可居住性产生深远的影响 。仅举一个例子 ， 一颗位于恒星绕星宜居CHZ内但水分很少的行星可能会受到失控的温室效应的影响并像金星一样失去“生命力” 。而且从远处看 ， 很难知道这是否发生过 。

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随着系外行星的探索不断发展 ， 在CHZ中找到一颗地球型行星已成为天文界的圣杯 。但是今天我们已经意识到 ， 行星的可居住性不仅仅是其轨道的位置 。
(The LIFE Picture Collection via Getty Images)
智能与技术
我们对一个金发姑娘Goldilocks星球（地球）上的生命的发展方式和时间有了很不错的了解 ， 这一成就消除了有关这类行星生命发展的讨论中的一些猜测 。尽管外星生命的化学性质不必与地球生命相同 ， 但是假设其他Goldilocks星球的生命形式将同样依赖于大型碳基分子中包含的复杂信息并不是一个很大的飞跃 。碳可以形成牢固 ， 稳定的原子链和环 ， 非常适合用作携带信息的生物分子 。
此外 ， 我们不必假设由会说英语的两足动物所组成的标准科幻星系 ， 以了解自然选择在其他Goldilocks星球上的运作方式 。我们可以通过研究地球上智能技术的发展 ， 得出与银河系中类似的金发姑娘Goldilocks行星可能性 。
我们必须要注意的关于自然选择的关键点是：这不是一个选择美观或道德价值的过程 。一个老笑话说了这一点：


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