与其带地球流浪，不如为它找个备胎张雨晨（中国国家地理BOOK） “星际穿越、复仇者联盟、火星救援，三个电影中的星球，都拿出来扒一扒。” 上周，NASA在美国天文学年会上宣布，他们发现了一颗与地球大小类似的行星，它位于TOI700恒星的宜居带上，所谓宜居带，就是说行星的地表可能存在液态水。 这颗星球会成为未来人类星际移民的目的地么？NASA告诉我们，TOI700距离地球，有100光年之遥......100光年？好吧，看来我们是想多了， 别急，在太阳系内，还有好几个有可能成为星际移民目的地的星球，或许，在我们的有生之年，真的有可能亲眼看到人类登陆这些太阳系中的“地球备胎”呢。 一、“水球”欧罗巴 前几年大卖的电影《星际穿越》，讲述的就是人类穿过虫洞，去寻找“第二地球”的故事。男主最先到达的目的地，是一颗覆盖着薄薄的海洋的星球。这里有水，有大气，似乎很适合人类生存，但随之而来的百米巨浪，差点让男主的队伍团灭。 虽然这颗“水”球并没有明确的原型，但是，水、巨大的潮汐这两个特征，让人不禁联想起了太阳系中的一颗卫星，它就是木卫二——欧罗巴。 欧罗巴比月球稍稍小一点，重力是地球的13%。据推测，在这颗星球的地壳下方，有一层覆盖着全球的、由液态水组成的海洋，这片海洋可能比地球上的海深10倍，水量是地球上液态水总量的2-3倍。从这个角度来看，欧罗巴还真的是一个“水球”。 当巨大的木星从欧罗巴的地平线上升起时，它看上去要比我们在地球上看到的月亮大十倍。木星的质量是其它七大行星质量总和的2.5倍，它强大的引力，引发了欧罗巴海洋的巨大潮汐，这不正像是《星际穿越》中男主遇到的百米巨浪么。 我们从未登陆过欧罗巴，更没有钻到它的地壳下面去一探究竟，我们是如何知道这片地底海洋的呢？ 1995年，伽利略号木星探测器曾在欧罗巴上空351公里处飞过，从它传回的照片上看，这颗星球的表面遍布着长达几万公里的、仅有几十米高的棕色线状山脊。欧罗巴的地壳，就像一面刷在冰面上的，到处裂缝漏水的墙，这些山脊，就是冰水漏出时留下的印记。 除了这些小山脊外，欧罗巴的表面没有高山，几座环形山的内外高度也几乎一致。想想也是，人怎么能在沙地上起高楼呢？地壳下的流动物质，也就是水，无法支撑起高峻的地形，这让欧罗巴成为了太阳系中最光滑的星球之一。 另外，伽利略号探测到了欧罗巴微弱的、受到木星磁场诱导所产生的感应磁场，这种感应磁场产生的前提，是必须有一个靠近表面的全局导电层，一层覆盖全球的可以导电的液态含盐海洋，是最为合理的解释。 水、有机物、能量，是孕育生命的三驾马车。欧罗巴上有水，彗星或小行星上也会带来有机物，那能量的问题能否解决？ 科学家们曾经认为，如果距离恒星太远，行星上能够接受到的能量不足以支持生物生存，水也无法保持液态。的确，作为一颗距离太阳6.7亿公里的遥远卫星，在欧罗巴上，即使在最暖的赤道，温度也只有零下163摄氏度，从理论上说，欧罗巴应该是一片死寂。 木星，代替了太阳，成为了欧罗巴的能量来源。木星为欧罗巴带来的巨大地下潮汐，在与海底摩擦时，将机械能转化为热能，加热海水，让它保持了液态，这份热能还可能会生成海底热泉，为生命供应能量。所以，欧罗巴被科学家们认为是太阳系中，除地球之外的，最有可能诞生生命的地方。 为了给人类的未来铺路，美国宇航局计划在2022年发射一艘名为“欧罗巴快船”的探测器登陆这颗星球，它的首要任务是探索地外生命，次要任务就是看看这颗星球是否宜居。其实，是否宜居，这个问题不难回答。相比起地球温暖、舒适的环境，欧罗巴简直如同地狱。抛开冰冷不提，这里强大的木星辐射，能让人在一天内死亡。欧罗巴的大气几乎全部由氧气构成，极其稀薄，气压仅有0.1μPa，跟没有差不多，头顶上方看到的，就是漆黑的太空。不过，对于人类来说，只要有水，科技，可以帮我们解决其他问题。 二、“甲烷国度”泰坦 在大热的电影《复仇者联盟》中，1号反派灭霸所居住的星球叫做泰坦。在太阳系中，也有一颗名为泰坦的星球，它就是土卫六。 泰坦，这个名词的本意是巨人，后来引申成为巨大的意思，比如泰坦尼克号，就是一艘大船。泰坦星的体积，没有辜负它的这个名字，它是太阳系中第二大的卫星，甚至比八大行星之一的水星还大。 除了个头之外，这个卫星最大的魅力，在于它是太阳系中仅有的四个拥有浓密大气层的岩石行星之一（另外三个是地球、金星和火星），而且，它是除地球之外，太阳系中唯一一个存在着大量地表液体的星球。 泰坦星的大气非常致密，以至于它表面的气压，比地球上还高出45%，人假如站在泰坦星上，感觉就好像站在泳池底部一样。泰坦星的大气，有98.4%都由人们所熟悉的氮气组成，这也是地球大气的主要组成成分，除此之外，还有少量的甲烷、氢气，和碳氢化合物。太空中的泰坦星，是橙色的球体，这是碳氢化合物反射阳光后的颜色。 甲烷、碳氢化合物，都是很强的温室气体，这让泰坦星上的气温，在同轨道的卫星中，算是温暖的。不过，这里距离太阳超过14亿公里，平均气温只有零下179度。这个温度下，液态甲烷取代了地球上水的位置。泰坦星上，不仅有甲烷湖、甲烷河，还有甲烷云，甲烷雨。 2004年，从卡西尼号上发射出的惠更斯号探测器，登陆了泰坦星。惠更斯号降落在一片河滩平地上，这里分布着由碳氢化合物颗粒构成的“沙地”，以及由水冰构成的“岩石”，这些“岩石”呈现鹅卵形状，只有流动液体，才能造就这种形状的“岩石”。 2009年，科学家们终于确认了泰坦星上的甲烷湖、海是液态的：最大克拉肯海，面积超过40万平方公里，比地球上最大的湖——里海的面积还要大；在南极地区的安大略卫星湖，西侧河流汇入湖泊时冲击而成的三角洲地形清晰可见。 2010年，人们又观测到了土卫六上赤道附近发生的一场甲烷暴雨。大约1厘米大的液态甲烷雨滴，像下雪一样慢慢落到地面（因为土卫六上的重力只有地球的14%）。甲烷雨形成了洪水，改变着泰坦星上的地形。 泰坦星上的液体甲烷，是否能代替水孕育生命呢？科学家们认为这种可能性很大！尽管甲烷作为溶剂要逊色于水，也不像水那样能够参与各种化学反应，但科学家们还是模拟出了一种吸入氢气、合成乙炔，呼出甲烷的，名叫“偶氮小体”的奇怪生物（或许叫灭霸更为合适），当然，人们现在还未发现它们的存在。 其实，泰坦星更像是人类的能源基地，而非宜居的家园。据估计，这里液态烃化合物（包括甲烷、乙烷、乙炔等）的储量，是地球上已勘探到的石油、天然气储量的数百倍。人类还可以将泰坦星作为中转基地，以开发土星的资源。 三、红色的“地球” 2026年，人类开始了第一次前往火星殖民的太空航行，由俄罗斯人和美国人组成的登陆团队，在火星上建立了名为“山脚基地”的殖民地。随着时间的推移，火星上的植物开始大量生长，气压和温度的持续增加，液态水开始在火星表面汇聚成江河湖海。最终，位于火星南极洲西部一连串的火山爆发，彻底融化了这里的冰盖，火星变成了一颗蓝色的星球。 这不是真实的未来，而是美国科幻作家斯坦利·罗宾森在20世纪末完成的小说《火星三部曲》中的故事，人类，一直对移民火星充满了幻想。 2015年，美国宇航局公布了一项打造火星永久定居点的计划，在该计划中，人类将在21世纪30年代，在火星上建立能够独立运行的生活设施，这些设施，将成为未来移民火星的基石。 人类之所以如此钟情与这颗红色的星球，是因为从各个方面来说，火星的条件，比太阳系中的其它行星或卫星，都好得太多，或者说，从某种程度上讲，它就像是一个小号的地球。 火星，在近日点时，正好进入了太阳系的宜居带。这里有充足的光照和能量，虽然在冬天时，火星极地的温度只有零下143度，但在夏季的赤道上，气温可以上升到22度，与地球上的温度几乎无异。火星上的一天，是24小时39分钟35秒，与地球上的一天所差无几。 在电影《火星救援》中，马特·达蒙在火星上种起了土豆，这并非是虚构的：在火星上的某些地区，土壤含水量高达到2%，还含有镁，钠，钾和氯等植物生长所必须的元素，虽然不如地球的土壤肥沃，但也可以用来耕种。 火星在过去和现在，都有水的存在。这里纵横交错的干燥河床和沟壑、仅能诞生于有水环境中的二氧化硅和粘土沉积，以及南北极由干冰和水冰组成的冰盖，都证明了水的存在。2017年，NASA火星侦察轨道器甚至发现了火星上存在的高盐度的液态水。科学家们甚至预测，在数十亿年前，火星也曾像今天的地球一般生机勃勃，它的整个北半球，都被广袤的海洋所覆盖。 但是，不管怎么说，这颗红色的、无比荒凉的星球，现在看起来总是感觉并不宜居。 与地球相比，火星的个头小，在太空中，个儿小可是个大事儿！科学家们认为，行星需要熔融的金属地核来产生磁场，而火星的内核，早在39亿年前，就冷却了。没有了磁场的保护，本身引力就小的火星，在太阳风的持续肆虐下，根本保不住它的大气。 如今，火星表面的气压仅有600Pa，这是地球上标准大气压的千分之六。过低的气压，让火星上的液态海洋消失殆尽，变成了今天死气沉沉的干燥星球；稀薄的大气无法存储热量，让火星的昼夜温差高达100摄氏度。 别看火星大气稀薄，这里可拥有太阳系中最大的沙尘暴。每当火星来到近日点时，赤道温度的升高，形成了时速超过160千米的大风，将沙尘卷到空中。沙尘在空中吸收更多热量，让空气更快地升温，最终演变成席卷全球的大风暴。 虽然人类曾设想出许多改造火星的方法，期望能够将火星恢复成数十亿年前那颗蓝色的星球，但是，如果无法重新点燃火星的内核，解决磁场的问题，最终，这里还将变回一片荒漠，而且，人类现在的技术，还不足以改造这颗星球。 冰冻的欧罗巴、充满甲烷的泰坦、无比荒凉的火星，这三颗被科学家看好的太阳系中的“地球备胎”，虽然和其它行星比起来有着先天的优势，但都根本无法和地球相媲美。在我们仰望星空，寻找第二个家园的时候，残酷的现实无时无刻不在提醒着我们：在踏上“第二地球”之前，我们都只有一个地球。
参考答案：
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