像地球一样的“淡蓝点”行星可能仅占潜在宜居世界的1%

By Keith Cooper

2022/10/7

相反我们可能需要来寻找淡黄点。

艺术家的三种可居住行星的印象：一个大部分是陆地的行星；一个有好的陆地和海洋混合的行星，就像地球一样；和一个几乎没有陆地的海洋行星。 (Image credit: Europlanet 2024 RI/T. Roger.)

与地球一样有相似的陆地与海洋比率的类地世界可能是超罕见的。

按照一项新的研究，有它们的表面约30%的区域被暴露到大陆覆盖的类地行星可能只占恒星居住区中岩石世界的1%，围绕恒星在那里液态水能存在在行星表面上的区域。相反，研究发现了大约80%的潜在居住世界是完全的被陆地主导，约20%是纯粹的纯海洋世界。

研究人员通过建模行星的地幔中的水和一个行星的经由板块构造的大陆的循环之间的关系得出了这一结论。

瑞士国际空间科学研究所执行主任、研究小组成员蒂尔曼·斯波恩在一份声明中说，." 我们地球人享受着我们地球上陆地面积和海洋之间的平衡，来假设第二个地球会刚好和我们的一样是诱人的，但我们的建模结果提出不太可能是这种情况." 

 结果表明地球的陆地对海洋比（1：3）被精细的平衡并且对于大多数行星这个比率能很容易倾向大多数陆地或大多数海洋。斯波恩和他的合作者德国波茨坦气候影响研究所的博士后研究员丹尼斯·霍宁得出结论，这个临界点来发生的最可能时间是当一颗行星的内部已经密切冷却到接近地球的地幔的温度，这靠近地壳是2570华氏度（1410摄氏度）和在更大的深度热的像6700华氏度（3700摄氏度）一样。在这个地幔温度下，构造板块之间边界的潜没带能够多好在陆地上循环水规制一颗行星将被陆地还是海洋主导。

 斯波恩说，地球在大约25亿年前在太古宙的尽头达到了这些条件，我们的星球发现了我们今天生活的微妙平衡。然而，在数十亿年的时间里，甚至地球的精细平衡是不稳定的，尽管我们没有注意到它，因为变化的速率是小的。其他行星本可以远更快达到这个临界点。

斯波恩说，“在地球板块构造的引擎中，内部热驱动地质活动如地震、火山和造山并造成大陆的生长”，另一方面，“陆地的侵蚀是大气层和内部之间交换水的一系列循环的部分。我们的这些循环怎样相互作用的数值模型表明今天的地球可能是一个特殊的星球”。

地球如1990年中被旅行者1号看到的淡蓝点。 (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

斯波恩和霍宁还考虑了其他因素，比如二氧化碳（一种温室气体）的排放怎样贡献到碳-硅酸盐循环起一颗行星的长期恒温器的作用控制着数百万年的气候。他们发现了虽然以陆地和海洋主导的行星仍然是可以居住的如果其他条件是相同的有相似的温度，但它们的生命形式和气候可能是相当不像地球的的。

斯波恩说，“它们的动植物群可能是相当不同的”。

这些模型表明了有不到10%陆地的海洋主导的行星可能会是温暖的，有潮湿大气层和热带气候，而有它们的表面不到30%被海洋覆盖的陆地主导的行星会比它们的海洋主导的行星对手更冷、更干燥、更坚硬。在这些以陆地为主的行星上，寒冷的沙漠会延伸过大陆，广大的冰川和冰原会很常见。

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 然而，斯波恩和霍宁的研究结果与其他研究团队的研究结果略有不同。例如，由多伦多大学的伊夫林·麦克唐纳的一项研究发现了对潮汐锁定的世界，那里的土地越多，一般平均表面温度就越高，太空网站之前报道过。也许最著名的由东京大学安倍裕高领导的2011年的陆地行星研究发现了在离它们的恒星比水世界能的更宽的距离陆地行星能仍然可居住的，它们不尽快冻结因为有更少的为冰和雪的水。然而，安倍和其他研究都同意斯波恩和霍宁的结论，即陆地主导的行星将比地球一样或富含水的行星远更常见。

结果上，不是寻找卡尔·萨甘的精髓的“淡蓝点”，而是天文学家应该正在可居住带寻找淡黄点。

研究结果于9月18日至23日发表在西班牙格拉纳达举行的欧洲科学大会上，发现在研究小组的会议摘要中进行了描述。