搜索外星人生活：系外行星的岩石如何影响其可居住性

时间：2022-01-18 10:52:17 来源：

硅酸盐岩的风化是所谓的碳循环的一部分，该碳循环可长时间维持地球上的温带气候。

硅酸盐岩的风化对保持地球气候具有重要作用。由伯尔尼大学和瑞士国家研究中心（NCCR）PlanetS领导的科学家研究了这一过程的一般原理。他们的结果可能会影响我们如何解释来自遥远世界的信号，包括可能暗示生命的信号。

地球上的条件是生命的理想选择。我们星球上的大多数地方都不是太热也不是太冷，而是提供液态水。但是，对生活的这些要求和其他要求微妙地取决于大气的正确组成。某些气体（如二氧化碳）过少或过多，地球可能会变成冰球或变成高压锅。当科学家寻找潜在宜居的行星时，关键因素就是它们的大气层。

有时，这种大气是原始的，并且主要由行星形成时周围的气体组成（木星和土星就是这种情况）。但是，在火星，金星或地球等地球行星上，这种原始大气层消失了。取而代之的是，它们的剩余大气层受地表地球化学的强烈影响。诸如岩石的风化之类的过程会改变大气的成分，从而影响行星的宜居性。

伯尔尼大学空间与可居住性中心（CSH）和NCCR行星研究中心的Kaustubh Hakim。

由伯尔尼大学空间与可居住性中心（CSH）的考斯图布·哈基姆（Kaustubh Hakim）领导的一个科学家团队，特别是在与地球条件完全不同的条件下，如何精确地进行研究。他们的结果发表在2021年3月11日的行星科学杂志上。

条件是决定性的

“我们想了解大气与行星表面之间的化学反应如何改变大气的成分。在地球上，这一过程-硅酸盐岩石在水辅助下的风化-有助于长时间保持温带气候。” Hakim解释说。“当二氧化碳浓度增加时，由于温室效应，温度也会升高。较高的温度导致更多的降雨。硅酸盐的风化速率增加，从而降低了CO2浓度，进而降低了温度。”研究人员说。

但是，它不一定必须在其他行星上以相同的方式工作。该团队使用计算机模拟测试了不同条件如何影响风化过程。例如，他们发现，即使在非常干旱的气候中，如果化学反应发生得足够快，风化的强度也可能比地球上的高。根据哈基姆（Hakim）的说法，岩石类型也会影响这一过程，并可能导致完全不同的风化率。研究小组还发现，在70℃左右的温度下，与流行°的理论相反，硅酸盐的风化速率会随着温度的升高而降低。哈基姆说：“这表明，对于状况与地球截然不同的行星而言，风化起的作用可能截然不同。”

对可居住性和生活检测的影响

如果天文学家找到了一个宜居的世界，那么它很可能就在他们所谓的宜居地带。该区域是恒星周围的区域，辐射剂量将使水成为液体。在太阳系中，该区域大致位于火星和金星之间。

伯尔尼大学空间与可居住性中心（CSH）和NCCR PlanetS教授Kevin Heng教授。

研究合著者，伯尔尼大学天文学和行星科学教授，NCCR PlanetS成员Kevin Heng指出：“地球化学对宜居区域行星的宜居性产生了深远影响。”正如研究小组的结果所表明的那样，升高温度可以减少风化及其对其他行星的平衡作用。可能是一个宜居的世界可能变成了一个地狱般的温室。

正如Heng进一步解释的那样，了解不同条件下的地球化学过程不仅对于估计生命的潜力很重要，而且对于生命的探测也很重要。“除非我们对在不同条件下的地球化学过程的结果有所了解，否则我们将无法分辨生物特征（如去年在金星上发现的磷化氢这样的生命迹象）确实来自生物活动。”研究人员得出结论。

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参考：Kaustubh Hakim，Dan J. Bower，Meng Tian，Russell Deitrick，Pierre Auclair-Desrotour，Daniel Kitzmann，Caroline Dorn，Klaus Mezger和Kevin Heng撰写的“温带行星硅酸盐风化体系的岩性控制”，2021年3月11日，行星科学Journal.DOI：
10.3847 / PSJ / abe1b8

空间与适居中心（CSH）

空间与可居住性中心（CSH）的使命是促进对对太阳系内外的其他世界的形成，探测和表征感兴趣的各种科学学科之间的对话与互动，以寻找宇宙中其他地方的生命，及其对科学以外学科的影响。成员，会员和合作者包括天文学家，天体物理学家和天体化学家，大气，气候和行星科学家，地质学家和地球物理学家，生物化学家和哲学家。CSH是CSH和Bernoulli奖学金的所在地，该奖学金吸引了来自世界各地的年轻，充满活力和才华横溢的研究人员进行独立研究。它积极开展一系列计划以刺激伯尔尼大学内部的跨学科研究，包括与医学，哲学和神学的合作和/或公开对话。CSH与华威大学的系外行星与可居住性中心有着密切的联系。它积极执行性别平等措施和公众宣传。