大气层或是宇宙对生命的眷顾 并非所有行星的“标配”( 二 )


比如 , 月亮就是典型的岩石类行星体 , 尽管在月球上发现了水分子 , 但它并不存在由气体构成的、严格意义上的大气层 。 但也有一些特殊情况 , 比如水星由于距离太阳太近 , 太阳的辐射和潮汐作用早就彻底瓦解了水星可能存在的大气层 。
为行星撑起“保护伞”
对拥有大气层的行星来说 , 大气层在浩瀚宇宙中为它们撑起了一把“保护伞” 。
一方面 , 行星大气层可以阻挡、减弱来自流星和彗星对行星的冲击 。 这也是我们能够安心欣赏火流星而不用担心其对我们造成威胁的原因 。 密度、厚度足够大的行星大气层 , 其外部在成为电离层的过程中 , 可以遮挡大量来自太阳和宇宙空间的高能粒子辐射和冲击 , 以及紫外线和X射线的辐射等 。
“更为重要的是 , 在抵御外部辐射的同时 , 行星的大气层还起到了保护主要挥发分的循环平衡和适度存在 。 ”平劲松举例道 , 比如地球大气保护了地球的水循环和氧、氮等适度存在;火星大气保证了火星一氧化碳、二氧化碳的循环 , 正是这些活动的顺利进行才让行星固体表面得以长期稳定 。
刘勇指出 , 大气层的存在 , 在维持地球表面温度相对稳定、昼夜温差变化相对较小方面也起到了重要作用 。 稳定、适宜的温度 , 对生命的出现和演化有着重要的意义 。
“温度过高过低 , 或者温度变化剧烈 , 都不利于高等级生命的生存和演化 。 某种意义上来说 , 大气层扮演了‘温度稳定器’的角色 。 有了大气层的存在 , 使得地球表面温暖舒适 , 适宜人类和其他生物生存 。 ”刘勇说道 。
此外 , 固态行星演化过程中稳定的演化也得益于能量平衡 , 即外部获得的能量和向外辐射能量的动态平衡 。 在调节动态平衡的过程中 , 大气层的稳定存在 , 对于这类大规模能量的吸收注入和向外辐射起到了关键作用 。
大气中还藏着这些信息
行星大气层的存在 , 是行星的重要组成部分 , 也是行星科学研究的重要信息来源 。 对固态行星进行探测研究 , 一般比较难攫取到固体表面以下的物质 , 而探测行星大气或获取行星大气物质 , 相对而言则要容易得多 。
研究行星大气 , 不仅可以获得大气本身的物理、化学、动力学和气候气象学特性 , 还可以推演行星表面以下可能存在的动力学过程或者生物学过程 。 行星大气的遥感与原位探索 , 有可能提供更多的太阳系行星化学与早期原始阶段的行星生物学信息 。
平劲松举例道 , 通过比较行星学研究 , 在火星大气中发现的甲烷 , 可能预示着火星表面之下存在依然活跃的微生物群落 。 而金星大气中发现的磷化氢 , 也预示着那里适当的大气或表面环境 , 利于某种原始微生物的存在 。 对木星卫星和土星卫星的大气探测研究 , 也可推断其冰海洋之下 , 可能存在不同于地球上的异种微生物 。
【大气层或是宇宙对生命的眷顾 并非所有行星的“标配”】“如果有大气层的话 , 行星上生命存在的可能性比较大 , 生命对稳定环境有着极高要求 , 大气层在保持环境稳定方面有着重要的作用 。 对行星大气的探测研究 , 对寻找可能存在的系外生命能提供重要线索 。 ”刘勇认为 。