【菜科解读】

生命的存在对环境有一定的要求，虽然在太阳系中的各大行星都绕着太阳运行，组成成分也大致相同，但是就唯独地球表面上出现了生命。

甚至在宇宙中组成生命的元素、甚至是复杂的有机分子无处不在，但至今我们也没有发现智慧生命、或者是被智慧生命发现、拜访。

这说明有了相同的成分，环境不同生命也很难出现。

而地球能够出现生命，得益于它适宜的温度、适宜的质量、大气压、空气成分、液态水等等，这些生命必要的条件。

曾经在那个科学刚起步的年代，我们认为地球上的这些环境太过巧合和苛刻，认为地球就是宇宙的唯一，人类也是宇宙的孤儿，是宇宙意外的产物，并将我们的出现归之于上帝之手。

但随着科学的发展，人类视野的开阔，尤其是人类视野在上世纪20年代走出银河系以后，发现了河外星系的存在，这时人类才真正认识我们生活的银河系不过就是宇宙浩瀚海洋中的一座孤岛；

首次认识到了到宇宙的广阔以及物质的丰富，认识到了人类的渺小和不值一提。

在上世纪90年代，人类还做了一件非常伟大的事，为了规避地球大气对观天的影响，将一架光学望远镜发射到了地球轨道之上；

为了纪念埃德温·哈勃发现了河外星系，开创河外天文学，因此这件人类最昂贵的望远镜以它的名字命名成为哈勃望远镜。

这架望远镜的升空直接让人类的视野插上了飞翔的翅膀，通过哈勃望远镜对遥远宇宙的观察，我们看到了130亿年以前宇宙的模样，让我们对宇宙以及天体、星系的演化方式有了深刻的理解。

除此之外哈勃望远镜还让我们对宇宙中星系的数量有了一个初步的估算，在2012年NASA发布了一张哈勃极深场照片，是在天空中选定了一片看起来黑暗、空无一物的空间；

这片空间的大小仅占了全天空的1200万分之一，只有满月的面积的1/10大小，然后利用哈勃望远镜对这片空间经常了长时间的曝光，拍摄了下面这副图片。

在这张照片中有大约有10000个星系，最古老的星系年龄有132亿年的历史，要知道宇宙才138亿岁，这说明哈勃已经基本上看到了宇宙的第一批星系。

所以根据这张照片我们大致推算出宇宙当中包含了大约2000亿个星系，每个星系都有类似于银河系的大小，其中包含着很多恒星、行星，而这些行星中很可能有一些跟地球一样能够诞生生命。

我们对宇宙范围的深刻理解，让我们的宇宙观产生了深深的变化，就算地球的环境很特殊、就算生命出现的几率很低，但是如此庞大的基数，就导致了我们认为在宇宙中肯定还存在类似于人类的智慧生命。

所以就算是我们现在还没有发现除人类以外的生命，但没有一个人相信地外生命不存在，包括目前最顶尖的科学家。

原因很简单，宇宙太庞大了，什么可能都会发生，如果只有地球有生命，这在科学上根本说不通。

因此人类一直在寻找它们，起初我们喜欢主动发射无线电信号，希望生命找到我们，但最后我们觉得这样做很愚蠢；

还有我们现在一直在捕获可能的人为无线电信号，但无法排除背景噪音的干扰。

所以现在我们的主要工作就是寻找宜居的系外行星，这样我们不仅能够主动的发现地外生命可能存在的地方，也能为人类以后实现星际移民奠定基础。

通过数十年的搜索，主要采用凌日法、视向速度法、微透镜法等一些科学方法，人类总共发现了不低于4500颗系外行星；

在这些行星中有类地行星、类木行星、以及类似于海王星和天王星大小的超级地球。

你可能关心的是，在这些行星中，有没有和地球环境十分相似且宜居的星球呢？

当然有，最近发表在《天体生物学》杂志上的一篇论文显示，科学家重新列举了一颗超级宜居行星应该的满足的一些标准，并且按照这些标准重新对已经发现了4500多颗系外行星进行筛选，找到了最佳的24颗候选行星。

下面我们看下一个超级宜居行星（比地球更适合人类居住）应该满足哪些标准：

这颗行星绕着一颗K级恒星运行。

我们的太阳是一个G级恒星，它比K级恒星的质量更大，光度更强，但是其寿命稍微短一些只有100多亿年的历史。

从地球上生命进化的时间尺度40亿年来看，身为G级恒星的太阳寿命就显得有些短了，要知道人类刚出现到现在不够百万年的时间，目前的太阳已经年过中年；

再过10亿年时间，由于太阳核聚变的加剧、光度的增强，地球会因为温度过高不再适宜生存，而K级别恒星的寿命往往能达到200亿到300亿年，能够支撑生命更长时间的进化。

所以像太阳这样的G级恒星并不是生命诞生、进化的理想主恒星。

这颗行星的年龄大约50到80亿岁。

地球差不多就处在这个时间段内，行星太过古老的话，内部就会冷却，导致行星地质活动不活跃，甚至是失去磁场；

行星太过年轻的话，一些都不稳定，很容易会发生一些比较大的地质灾难或者是导致生物灭绝的天体撞击事件。

这颗行星的地表温度比地球高大约3摄氏度。

在地球上很明显热地雨林的生物多样性要高于严寒地区，在加上液态水、潮湿的气候，这样的环境更加利于生物的生存和进化。

这颗行星中的大气有25% - 30%的氧气水平，其余大部分是惰性气体。

氧气是生命的必需品，氧气含量高一些，也对生物的进化有着至关重要的作用。

这颗行星陆水分散，浅水区、群岛众多。

这样的环境十分适合生命生存，连成一片的大陆容易造成干旱。

例如：地球二叠纪末期出现的超级盘古大陆，干旱导致沙漠从内陆中心蔓延，导致生物苦不堪言。

这颗行星拥有自己的大卫星，质量大约是行星的1 - 10%，距离适中，在行星半径的10-100倍之间。

地球的卫星月球对地球生命的进化不言而喻，很多生物利用潮汐效应生活、产卵。

这颗行星的体积比地球大10%，质量是地球的1.5倍。

更大的星球能够为生命提供更多的生存空间和资源，质量更大也能让行星有更多的大气。

满足以上的所有条件，那么这颗行星就算是超级宜居星球，很明显这些条件比地球要好的多。

而科学家筛选的这些行星虽说没有一个能够完全满足以上的条件。

但每一颗行星在这些指标上的总体评分都要高于地球，也就是它们都比地球适宜生存，和生命的进化。

总结起来就是，它们比地球年龄更大一些、体积质量更大一些、更加湿润、更加温暖，而且主恒星的寿命更长。

所以科学家认为这些星球上存在生命的几率很大，由于它们有些比地球更为古老，所以存在比人类更加先进的文明也是有很大可能的。

不过这些星球没有一个离地球近的，都在100光年以外，想要去往这些星宿目前看来是不可能的，但是这些发现，可以帮助我们寻找外星生命。

未来包括NASA的詹姆斯韦伯望远镜，LUVIOR太空天文台和ESA的柏拉图望远镜升空以后，我们能对它们进行更为广泛的研究，测量它们大气的成分，甚至是发现潜在的生命活动迹象。

总之，地球不再是生命唯一的选择，这已经是铁定的事了。

在地球之外还有很多生命的天堂，未来等着我们人类去发现。

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

联合国一份最新报告指出，由于过度消耗与全球变暖，地球已进入“水资源破产”时代，全球有3/4的人口生活在缺水、水污染或气候干旱的国家和地区。

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy