研究发现超级地球的海洋寿命更长 可维持几十亿年

2016-08-19 10:26 作者:admin 来源:凤凰网

北京时间1月8日消息,据科学日报报道,众所周知如果生命存在其它行星,那么这些行星一定首先得存在液态水或者海洋。地质证据表明地球上的海洋的存在历史至少有行星存在历史的一半以上。但其它行星是否也如此,尤其是那些超级地球?最新研究发现这个问题的答案是肯定的,超级地球上的海洋一旦存在,它们至少存在几十亿年。

 

“当人们思考一颗行星是否位于可居住区时,他们往往会考虑行星与恒星的距离以及它自身的温度。然而,他们还应该考虑海洋这一因素。”研究首席作者、美国哈佛史密森天体物理中心(CfA)的劳拉·谢弗(Laura Schaefer)这样说道。谢弗将这些研究结果展示在美国天文协会会议上。

 

尽管地球表面70%都被水覆盖,但水只占据了地球整体重量的一小部分。地球主要是由岩石和铁组成,只有1/10是水。“地球的海洋只是非常稀薄的一层,就像浴室镜子上蒙的一层雾。”研究合作作者、哈佛史密森天体物理学中心的天文学家迪米塔·萨瑟罗夫(Dimitar Sasselov)这样表示。
 

然而,地球上的水不仅在表面。研究显示地球的地幔层也包含相当于几个海洋的水量,后者因板块运动而被拖至地下并俯冲至海底。如果不是因为火山作用(主要位于洋中脊)导致水会回到表面,这个过程或可能导致地球海洋的消失。地球通过这个全球循环维持自身海洋。
 

谢弗利用计算机仿真调查这个循环过程是否也会发生在其它超级地球上,后者是哪些质量为地球的5倍,或者体积是地球1.5倍的行星。她还调查了行星足够冷却后,也即它的地壳固化后,还需要多长时间海洋才会形成。结果发现质量为地球2-4倍的行星在形成和维持海洋能力方面甚至比地球还强大。超级地球的海洋可以持续至少100亿年,除非被一个进化的红巨星煮干汽化。

有趣的是,目前研究的最大行星——质量为地球5倍——的这一过程发展的非常缓慢。在10亿年的时间内它还未形成海洋,这主要是因为它具有更厚的地壳和岩石圈,后者推迟了火山除气的开始。“这表明如果你想要寻找生命的存在,你应该从更为古老的超级地球开始。” 谢弗表示。
 

萨瑟罗夫对此表示赞同。“在全球范围内开始生命所需的化学过程需要时间,生命改变行星的大气层也需要时间。因此进化出可以被我们检测到的生命也需要时间。”这还表明,假设超级地球上生命的进化与地球上的速率相当,那么你应该在比地球还要老10亿年,也即55亿年历史的行星上寻找复杂生命。