书城科幻未来22世纪
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第35章 生命在太阳系中广泛分布

无论是在太阳系诸天体上的开发,还是宇宙新边疆的殖民,关键都在于当地水的存在,及它能够被开采。这个命题的关键几乎就是“宇宙之中,那里有生命”的同义反复:只要有水和热,就很有可能存在某种形式的碳基生命。这里可以采纳一个在分子物理上可以被证明,基本上不可能被推翻的结论:进化意义上的生命必定是碳基生命,并不存在所谓的“科学家们预言的一百多种生命形态”的可能,若是那般预言的必定不是所谓的科学家。原因就在于,生命的活动必须在本基(如碳)能保持活性反应(多个共价键之间形成高分子化合物)的温度范围内,有足以促成其化学结构形成的流体溶剂(如水)。注意这两个条件的同时具备,在整个化学元素周期表中,只有碳水化合物在水的液态温度区附近才成为物理现实。原因就在于水分子中的氢键互相吸引,大大降低了水的汽化点,因此水才不会象硫化氢那样,在碳的化学活性区(温度)附近,变成生命无法利用的“气态”。由于这个化学理由,因此宇宙只要是由周期表中的元素组成,就只有碳基生命。

这个命题也等同于:为什么地球表面会出现生命?则逻辑上显然等价于:为什么地球表面有液态的水和供应生命的热?这样就把命题简化了,答案也是比较简单明了。地球表面之所有有液态水,并不仅仅因为它处于所谓的“轨道温暖带”,这是原因之一,但不是唯一的原因,甚至不是主要的原因;更关键的原因是,地球有剧烈的火山活动,它把地幔以下的水,“驱逐”到地幔体以外,否则地表水就会顺着冰冷星球的岩缝,因为重力的作用往下渗!直到它被热地幔挡住,或者已经冰冻成不会流动的冰为止!另一个原因也比“温暖带”重要,那就是地球有强大的磁场,偏转了太阳风的带电粒子,因此太阳风不会象刮走金星大气层中的水那样,把地球海洋蒸发的水,带向宇宙的深处。这两个因素相互作用,就可以构筑地球这样的“温暖带轨道”上的星球的水模型:如果地球上不是有强烈的火山,则水会渗入地下,留下干旱的表面,(这是否就是火星?);如果地球上没有强大的磁场,水就会被太阳风带走,同样留下干旱的地表,(这是金星?)。

因此更进一步的问题就是:为什么地球既有剧烈的火山,又有强大的磁场?答案将是科学已经考证的唯一:因为45亿年前,有一颗火星般大小,而且拥有比水星更大的金属内核的行星,被称为“忒伊亚,Theia”,与原始地球碰撞后,制造出一个崭新的地球,及它独特的大卫星“月亮”。两个星球的金属内核熔合在一起,在地核中央形成一个800公里半径的原子反应堆。因为重力而聚集在地球中央的裂变元素,在高温高压下,发生持续而“受限制”的核裂变,产生出地球强大的地热能。它通过地幔的传导,最终将地热传导到接近地面的地方,令到地球成为太阳系中地壳最薄的天体,水也因此聚集在地球的表面。与此同时,与火星大小相当的巨大的金属地核,随着地球的自转,产生了巨大的磁场,令到地表的水体大气圈得到保护。因为这一次撞击,地球也许是一个比较缺水的星球,大气也较稀薄,但是上述两个原因,地球却拥有一个比较富水的地表,从而形成了生命演化的天堂。火星乃至月亮,很可能是更富水的星球,却只能拥有一个干旱的表面;甚至于表面酷热的金星,由于它的火山活动比地球弱,它的酷热停留在大气层,金星地壳内里的水,可能也比地球更多。

明白地球表面水的形成机理,以及由于水而导致的碳基生命条件以后,要确定宇宙天体中“何处有生命”,就容易得多了。水星上有水,水星也有着仅次于地球的金属核,太阳对水星的潮汐是地球的17倍!因此水星也有着在地幔以上约六百公里厚的岩层中,保留有较易开采的地下水的充分条件。事实上,水星的极地有着可以证实的固态水,并且随着水星日照的变化,呈现出无机化学和物理上,目前无法解释的“规律性的色彩变化”:如果那是水冰之中的生命形成的色彩,就容易解释了这种奇怪的现象。为了让《未来22世纪》更有趣,我们不妨假定,水星上的确存在着原始的生命。尽管对于宇宙开发来说,这个问题并不重要,重要的是水星上的水,是比较容易开采的。同理,我们也可以假定,金星的地壳下,地幔上,同样也有生命存在的条件;因为金星表面的热是温室效应被太阳加热,它位于金星地壳的上方,由于热对流的原因,对下方的影响有限。所以金星是越往下,越适宜生命的形成。如果未来有一天,在金星地下钻探出石油,并不会令人感到过分惊奇。月亮深层肯定有水,而火星就肯定是一个富含水的星球。可以认为,火星内部有一个“地下海洋”,尽管我们无法确定,这个海洋是以液态的形式存在。火星的地热和火山,当然大大微弱于地球,甚至不如金星!————这也令到奥林匹斯火山之高耸,成为太阳系中令人诧异的奇观:它高达三万米!如此猛烈的火山喷发,出现在火山活动并不强烈的火星上,比较合理的解释是:那是因为火星另一侧遭受到撞击后,地幔应力集中于这一侧的爆发,形成了今天的奥林匹克死火山;而在另一侧的撞击圈,由于撞击后的岩浆和山沙掩盖低下的盆地,就没有形成同样深度的陨石坑。

太阳风对大气层上方的水分子的吹刮,止步于木星轨道以内,因此在木星轨道以外,形成的是大型的气体行星,以及环绕它们运行的富水的卫星。这是卫星已经不需要磁场的保护,就可以保留地表的水分,而由于潮汐形成的火星作用的强弱,水就分别停留在近地表,或者是深入到星球的深处。木卫一艾欧(IO)大概是地球以外,另一个“较缺水,但地表水却较丰富”的星球,只不过因为它的引力小,因此它的地表被火山蒸发的水分,很容易溜进太空。在它薄薄的地壳(大概只有十公里厚)中,应该有着与地球相当地下水存在,那么也就有可能存在地热供应的嗜硫生命存在(同样是碳基)。木卫二欧罗巴(Eropa)被认为是最有希望存在生命的星球,也是地球以外两个存在全球海洋的星球之一(另一个是土卫二)。欧罗巴的表面被厚实的冰层覆盖,潮汐的作用将将它的冰层撕裂,形成被观察到的宽大裂缝。既然水和内部火山热能都显然存在,那么木卫二上存在生命,不就是最合乎逻辑的合理假设吗?

木卫三甘里米得(Ganymedia)和木卫四卡里斯托(Caristo)的情况,因为木星潮汐带来的火山活动依次递减,从木卫二的全球性海洋,变成木卫三上的间隔性的大海洋,最大的与印度洋相当,潮汐海水同样泛出木卫三的表面,多出来的则是木卫二上看不到的岩石陆地。更大的木卫四上的水,则被进一步分隔成更少的水区,已经不能称之为洋,但仍然可以称之为海,最大的有北冰洋大小。如果(水+热)被认为是生命的必要条件的太阳岛,那么木星三颗大卫星上,显然都具备生命形成的条件;而全球性海洋带来的“播种”便利,才是木卫二作为生命摇篮侯选首屈一指的原因。土卫二被认为是另一个更遥远的,但也更小型一点的木卫二:它只有500公里半径,但是海洋深度达到100公里;同样有着土星潮汐带来的地热,令它成为比它大得多的土卫六(泰坦),更有希望拥有容易被探测出来的生命。

土卫六的冰层下,也应该有海洋,而且更大的问题是:土卫六表面的有机物海洋是从那里来的?合乎逻辑的解释是,生命相关的物质广泛分布,意味着生命本身的广泛分布因此土卫六表面上看到的“外层圈甲烷海洋”,只不过是其内部活跃的生命圈的“排泄物”。地球环境导致这些生命形成的物质,以矿藏的形式深埋于地下,土卫六的环境,就令到仍然处于气液交界状态的甲烷,飘浮到它的冰层外部,形成“外层的循环体”。

由水和热的可能分布,我们可以假定,太阳系中存在着广泛的生命。