地球目前环境宜人,是一颗水资源丰富的星球,但这这种状态不会长久。我们的地球面领着来自宇宙和内部的种种威胁,最终有一天,地球也将会消亡,变得不再宜居。地球的未来会是什么样子呢? 我们已经知道火星上存在有过液态水,而且是大片海洋,金星被认为是地球的双胞胎星球,也曾经拥有过海洋。距离地球最近的两个行星上都发现有过海洋存在,但现在它们都失去了这样的环境,这暗示了什么?前不久,美国宇航局再次发现火星上湖泊遗迹,认为火星在50万年前就有液态水海洋存在,那时候地球上已经出现了生命。如今的火星已经是一片荒芜,未来地球是否也会变成这样? 科学家担心地球总有一天也会不太宜居,星际移民是人类唯一的出路?为了解答这个问题,科学家开始从星际空间中寻找证据,其中一个关键点就是水的化学式,我们知道水分子有两个氢原子和一个氧原子构成。在氢的同位素中还有氘原子,因此就有了HDO分子。对比氢和氘就会发现,氘显然要更重一些,毕竟它多了一个中子,我们知道在爱因斯坦和牛顿的引力理论中,HDO分子会更容易被行星引力所束缚,而氢元素则会被反弹进入大气上层。 这种情况会发生在一些引力比较弱的行星上,比如火星和金星,这就是为什么这两颗行星上之前为什么存在液态水,而如今却什么都没有的原因。1995年,美国宇航局伽利略探测器对木星大气层的氘进行了分析,对于木星这样的巨行星而言,氢或氘都无法逃掉,因此我们能够从木星上获得太阳系比较原始的氢氘比。值得注意的是,科学家在阿尔卑斯山冰层中发现古老样本显示,氢氘比为6250比1,远远低于木星的40,000比1。 然而在金星上,这个比值就变成62比1,这说明金星上的氘比例是非常大的。同时科学家发现,金星曾经拥有海洋,但是温室效应将海洋蒸发,紫外线将较轻的氢原子推到大气上层,而更重的氘则被困于金星的引力环境中,就这么过了十多亿年,金星就被温室效应统治了。美国航天局戈达德太空飞行中心对火星的研究表明,火星曾经拥有至少137米深的海洋,火星已经失去了85%的水。#p#分页标题#e# 地球现在正在步这两个星球的后尘,来自宇宙的破坏已经让我们措手不及,不加以预防反而从内部进行破坏,地球最终会走向没网这条路,炎热的金星和干燥的火星将是地球最后的模样。 火星和地球经历相同 为何没有孕育出生命? 火星与地球一样,几乎同时诞生,早期又拥有同样的环境。火星甚至和地球一样有四季,那么为什么地球顺利的诞生了生命,而火星却成为了现在这种死寂的模样呢? 两颗洪水泛滥的星球 在诞生之初,这兄弟俩都遭遇了相同的命运。初生太阳系内有无数大大小小的岩石在四处游荡,肆意撞击着尚在襁褓中的行星。巨大的碰撞对这两颗行星来说都是家常便饭,每月至少发生一次。碰撞后抛射出去的烟雾与尘埃遮天蔽日,笼罩在行星上空,久久不能散去。据估计,在太阳系行星形成后,陨石风暴前后延续了约7亿年。直到今天,在砂砾遍地、荒凉沉寂的火星表面,还遍布着遭陨星袭击后形成的坑坑洼洼,但地球上的陨石坑已被长时间的风蚀和水蚀消磨掉了。 那时,两颗行星都是没有水、没有生命、漆黑一团、异常酷热的行星。乍看起来,它们都没有形成生命的可能性。 然而,陨石通常都含有丰富的水分,正是这持续了数亿年的陨石风暴为两颗行星带来了最初的水气。随后,两颗炽热的星球都经历了频繁的火山活动。火山爆发时,岩浆铺满了较低的盆地,大量气体从岩浆中释放出来,与陨石留下的水气混合,在两颗行星上空形成了饱含水分的原始大气层。原始大气层形成以后,随着两颗行星的温度逐渐降低,某些气体就会冷凝成雨,分别在两颗星球上产生了最早的海洋。#p#分页标题#e# 火星因为在地球的外侧,受到陨石的撞击比地球还多,得到的水气也比地球多得多。因此,火星早期的水比地球丰富得多。据估计,火星上海洋的深度曾经平均可达10万米深,比现在地球海洋平均5000米的深度要深出20倍。 作为火星上曾经洪水泛滥的证据,火星表面现在布满了纵横交错的沟壑,很可能是干涸的河床。它们多达数千条,长度从数百公里到 1万公里以上,宽度也可达几公里到几十公里,蜿蜒曲折,极为壮观。它们主要集中在火星的赤道区域附近。河床的存在使科学家们认为,现在干燥异常的火星曾经有过大量的水。而火星两极至今仍有残存的干冰和水冰,这些水冰如果全融化,可在火星表面形成10米的均匀水层。 生命的曙光同时出现 在数亿年不断绝的陨石雨中,与水分子相伴同行的是孕育生命的有机分子,它们不仅投向了地球的怀抱,也同样投向了火星的怀抱——在太阳系初期变化剧烈的环境中,生命的曙光同时出现在火星与地球上。 这些有机分子是生命的"种子",它们需要什么样的条件才能在一个星球上生根发芽、茁壮成长呢?液态水是生命产生的先决条件,其它都是次要的。因为水能溶解各类化学物质,使分子能亲密接触,进行化学反应,制造生命所需蛋白质,并能运输养分,排泄废物。更重要的是,水能被分解成氢和氧,直接参与生物化学分子反应,成为生命不可或缺的一部分。 水与生命的分子同时落到两个星球上,这一切表明,在创造生命的历程中,火星与地球曾站在同一起跑线上。但火星与地球生命故事的相同之处,至此结束。从这点起,火星与地球开始分道扬镳,各奔前程。#p#分页标题#e# 火星上水与气的大逃亡 40多亿年前,初生火星的材料正在进行大分化,重金属类如铁等,向火星地心沉积,轻的物质如二氧化碳、水等,向火星地表之上浮离,而大量氢气因为最轻,所以一直窜升到外大气层。由于瘦弱的火星其重力场仅为地球的38%,平均逃逸速度仅需约每秒5公里(相比之下,地球的平均逃逸速度为每秒11.2公里),因此火星上的氢气在初生太阳猛烈的紫外线照射下,取得足够的能量,很容易就达到脱离火星的速度,一去不复返。众多逃离的氢原子汇合成一股巨大的朝火星外喷射的气流,还同时拖走了更多的其它成分的大气,造成火星大气集体逃亡潮。 数亿年的陨石雨给火星带来了大量的水,但这些水来得快,去得也急,很快又被火星大气裹挟着逃向太空。每次陨石碰撞火星,虽然也带来一些水,但其产生的能量也使火星上原有的水大量汽化,并激起一股高速反弹的气流,轻易逃离火星。更厉害的是陨石以接近切线的角度撞上火星,火星像是在胃部被重重击上一拳,向外太空做抽搐性疯狂大呕吐。专家称这种由陨石碰撞造成的行星水损耗现象,为碰撞侵蚀。很可能,在最初的7亿年中,火星处于既是大得水又是大失水的时期。 38亿年前陨石风暴停止,火星得水率和失水率都在减缓,但火星大气仍在绵绵不断地逃亡。最终,整个火星的大气压降成仅为地球的1/150,在这么低的大气压下,火星表面液态水无法存在,其一点残存的水分只能转入地下,或成为深藏不露的地下水,或变成地下永冻层。而火星地表则变得永远荒凉干燥。 几十亿年下来,小矮个火星根本无法保住自己的大气层,气压低,则大气吸热和存热能力低,天寒地冻,地表液态水消失。强烈的紫外线与各类宇宙射线长驱直入,把地表消毒得干干净净,连有机分子都被分解怠尽,不复存在。即使生命能耐高温、高压、无氧、高碱、超咸的环境,但是却无法抗拒高辐射能量。辐射能打入细胞内核,击断遗传基因长链,扼杀生命复制演化的契机。因此,数十亿年前火星上的生命,至今恐怕早已灰飞烟灭,或变成化石,或深藏地下,不再露面了。 地球与火星同时诞生,同样的经历,最终却走向了不同的命运,只能说生活在地球上的我们实在是太过幸运。