天文在线|超级地球能像地球一样适宜生物生存


近四年来 , 美国宇航局(NASA)的开普勒(Kepler)宇宙飞船一直在快速地在太空中航行 , 探测着我们银河系的一角 。 它监测了超过150 , 000颗行星 , 寻找属于其他太阳系的地球大小的行星 。 这次任务没有让我们失望 , 开普勒发现了无数被称为超级地球的行星的例子 。

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如果地球变为超级地球将会发生什么
这些距离遥远的行星的特征可能会让你想起我们的星球——表面覆盖着许多岩石 , 体积比气态巨行星小 , 位于它们的恒星附近 , 拥有相对稀薄的大气层 。 但是它们比地球大得多:这些超级地球比我们的地球大2到10倍 。
由于太空中有这么多超级地球 , 这就引出了一个问题:如果我们的星球的体积是现在的2倍甚至是10倍 , 会发生些什么?
加州大学圣克鲁斯分校研究行星形成的博士生米奇·罗森塔尔(Mickey Rosenthal)向《生活科学》称 , 地球和太阳系内其他行星有可能正朝着这个方向演变 。 罗森塔尔说 , 有一种理论认为巨行星木星变得如此之大 , 以至于它切断了让内部其他行星通向变得更大的通路——实际上是在让它们挨饿 。

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木星
不管地球是目前大小的原因是什么 , 我们没有办法真正知道如果地球变成超级地球会发生什么 。 但是科学家们基于对我们星球遥远的堂兄弟的了解有了一些想法 。
首先 , 你会变得更矮——这对于你 , 珠穆朗玛峰和加州红杉国家公园的每棵树都适用——因为如果你在保持其他不变的情况下扩大一颗行星的体积 , 那么重力也会相应增加 。 如果地球变成现在的两倍大 , 那么你会变成现在2倍的体重 , 因为地心引力对你的拉力会变成现在的2倍 , 抵抗重力的束缚也会需要体内更多的能量 , 所以我们的身体结构将不会像现在这样坚固 。

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超级地球
华盛顿大学研究行星宜居性的理论家罗里·巴恩斯(Rory Barnes)在接受《生活科学》采访时说 , 由于地球变得更大 , 引力场变得更强 , 它也会经受更多的碰撞 。 巴恩斯说 , 地球作为一个超级行星 , 其更大的引力会吸引更多比现在吸引的要更大的小行星 , 所以人们将比现在更加担心“世界末日”式的碰撞 。
如果假设超级地球比现在的地球大10倍 , 那么地球内部将会发生巨大的变化 , 地核和液体的地幔也会变大10倍 。 随着更多的重力作用在更大质量的地核和地幔上 , 地球表面下的压力会增加 。 “这样的高压可能会导致液态外核凝固” , 巴恩斯称 。

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地球内部圈层结构
就目前来说 , 液态地核的对流产生了地球磁场 。 但巴恩斯同样表示 , 如果液态地核凝固 , 对流就会停止 , 磁场就会减弱或消失 , 这将对地球上的生命产生不利的影响 。
巴恩斯指出 , 地磁场保护着地球上的生命免受太空中具有危害性物质的伤害 。 如果没有它 , 那么穿梭在太空中的带电粒子 , 又称为太阳风暴可能会猛烈地冲向地球 。 并且这些微粒会带来各种各样的问题 , 包括影响人体内的DNA并增加患癌症的风险 。
巴恩斯还指出 , 地球内部更大的空间会使超级地球比现在更加活跃 。 随着行星半径的增加 , 内部会有更多的能量 , 而可以释放能量的地方会更少 。 他说 , 更加频繁的火山爆发将不再显得奇怪 , 超级地球上的板块构造也会不同 , 但是具体的表现仍然是一个悬而未决的问题 。 更大的地幔也会变得更热 , 并可能会引起更强的板块碰撞 , 从而推动板块运动 。 相比之下 , 在高压下地壳可能会完全融合在一起 , 板块构造将根本不存在 。


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