宇宙中什么什么什么是我们生活的主要因素?



生命需要的不仅仅是水,最近的发现表明板块构造在滋养地球生命方面起了关键作用,这些发现对寻找宇宙其他地方的生命产生了重大影响。从远处看地球上是否有生命并不明显。从非常近的距离才能观察到最大的森林,更近的距离才能观察到人类的工作,更不用说微生物了。但从太空来看,这颗行星本身似乎也是有生命的。


冰岛的西弗利亚裂隙是北美和欧亚构造板块边界的一部分,这两个板块每年漂移2厘米左右。图片:Charlie Jung

地球上的陆地被广阔的水域分成七大洲,在我们无法看到到的海洋深处,一切都变得更加生动。地球物质正在自我毁灭,融化自己,而后重塑。十几个冰冷、坚硬的板块缓慢地滑动到地球内部炽热的地幔之上,相互俯冲,偶尔还会碰撞。板块构造过程是地球的一个重要特征,人类大多是通过地震和火山认识到板块运动的。目前夏威夷邻近地区喷出的熔岩是深地幔热点的结果,与构造活动有关。但是板块构造不仅仅会造成地震和火山爆发。越来越多的新研究表明,地球的外部运动可能对它的另一个特征——生命至关重要。

地球有一个移动的、变形的外层地壳,这可能是地球充满活力的主要原因,也是其他星球无法与地球丰度相匹敌的原因。理解板块构造是我们理解地球及其可居住性的一个关键。如何创造一个适合居住的星球,并能让生活在那里的生命维持数十亿年呢?华盛顿大学的地质学家凯瑟琳·亨廷顿说:板块构造在最长的时间尺度上调制大气,所需要的是持续的水资源,适宜的温度来让生命延续。


夏威夷基拉韦厄火山的熔岩在过去的一个月里摧毁了几十座房屋,这座火山是由夏威夷岛链的深地幔热点造成的。图片:USGS

在过去的几年里,地质学家和天体生物学家越来越多地将板块构造与地球上其它一切使其独一无二的东西联系在一起。已经证明地球大气层的寿命、组成成分和难以置信的稳定,金发姑娘般的温度都归功于地壳的循环利用。如果不是地球的地幔周期性地吸收并释放水分子,地球上的海洋可能就不复存在了。如果没有板块构造来推动海岸线的形成和潮汐的运动,海洋可能就会变得非常贫瘠,赋予生命的营养物质会被永远埋于暗无天日的深处。

如果板块构造没有迫使板块之间相互俯冲,那么海底将会变得异常寒冷 ,引人关注的化学成分也将寥寥无几,这就意味着生命从一开始可能就无法出现在地球上。一些研究人员甚至认为,如果没有大陆的运动,生命可能不会进化成复杂的形式。2015东京工业大学的詹姆士·多姆 和丸山为这种相互依赖的关系创造了一个(新名词):可居住的三位一体。这个短语描述了一个有丰富水资源、大气和陆地的行星。

水、大气、陆地之间的交换和循环可以看作是生命的先决条件。然而要理解板块构造如何影响演化,以及它是否是演化过程中的一个必要因素,关键在于找到地球科学中最热门问题的答案:板块如何以及何时开始运动。搞清楚这颗行星为什么有一个可移动的外壳,不仅可以让地质学家了解这颗行星,还可以了解其他所有表面坚硬的行星或卫星,以及它们是否也有生命存在。

TOP1、从山脉到地沟

2012年电影导演詹姆斯·卡梅隆成为第一个在地球上最深的裂缝中独自潜水的人。他在挑战者深渊的海面下35,756英尺(约357米)处着陆,这是马里亚纳海沟内的一个洼地,在两个构造板块的交汇处有一个比洼地大得多的海槽。卡梅伦在整个海沟中收集了一些样本,包括地球接缝处生命旺盛的证据。当太平洋板块进入到地幔中时,它会变暖并释放被困在岩石内部的水。

在一种叫做蛇纹石化的过程中,水从板块中喷出,并改变上地幔的物理性质。这种转变使得甲烷和其他化合物通过冰冷的海底的温泉从地幔中渗出。早期地球上类似过程可能为新陈代谢提供了原始成分,而新陈代谢可能产生了第一批复制细胞。卡梅隆带回了这些现代细胞的后代的证据:微生物垫。微生物垫是在阳光都无法穿透的7英里水下生长的微生物团,压力是海平面的1000倍以上。

佛蒙特大学的地质学家基思·克莱皮斯说:这真的很令人兴奋,因为它把板块构造和生命联系在一起,给我们提供了在太阳系其他地方寻找生命的想法,让我们深入了解地球上的早期生命。卡梅隆创纪录的潜水并不是证明板块构造和海洋生物之间联系的唯一一次探险。最近的研究将板块构造活动与


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