全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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火星发现灭绝的生物体:轨道偏心率变化决定星球冷暖

已有 515 次阅读 2024-2-26 10:18 |个人分类:科技点评|系统分类:论文交流

火星发现灭绝的生物体,将为人类带来绝望吗?

创速极风2023-08-16 10:15安徽

在人类史上最伟大的科学探索之一中,火星的表面首次揭示了一个惊人的发现——灭绝的生物体。数百万年前,在这个红色星球上,曾经存在着一种难以置信的生命形式。这一发现引起了全球科学界的轰动,但与此同时,也悄然带来了人类内心最深的恐惧和绝望。

因为这真实存在的证据,不仅改变了我们对宇宙的理解,更引发了无数关键问题:是什么导致了这个物种的灭绝?这个灭绝生物体是否与人类起源有关?火星的表面曾经孕育出的生命是否会对地球产生威胁?

潜在的科学研究宝藏

火星上的灭绝生物体发现 最近的火星探测任务中,科学家们发现了一些古老灭绝生物体的化石化遗骸。这些化石很可能是亿万年前生活在火星上的一种古老生物的遗迹。他们的形态和结构类似于地球上的微生物、藻类和简单的多细胞生物。这些发现使我们对火星是否存在过生命的问题提供了更多的线索,并引发了人们对其潜在科学研究价值的浓厚兴趣。

潜在的科学研究宝藏

火星环境与生命的关系:火星上发现的灭绝生物体的研究可以帮助我们更好地理解火星上的环境条件对生命的适应能力。通过对这些化石的研究,科学家们可以推测出火星过去的环境特征,如大气成分、水文地质特征等。这些信息对于火星上是否存在过生命以及生命起源的理解至关重要。

生命起源:火星上的化石发现有助于我们更深入地理解生命起源的过程。通过与地球生物的比较研究,科学家们可以得出更准确的结论,关于生命是如何在不同行星上起源和发展的。这对于回答"我们是如何诞生的"这一基本问题具有极其重要的启示作用。

影响地球生命的因素:对火星上灭绝生物体的研究还有助于我们了解地球生命的演化以及潜在未来的威胁因素。比如,对于可能造成火星生物物种灭绝的原因分析,科学家们可以借鉴火星上的经验,以预防类似事件对地球生物的伤害。

探测火星生命的指标:研究火星化石还可以为我们未来的太空探索提供指导。通过分析火星化石遗迹中的有机物质、微生物痕迹和化学组成,科学家们可以发展出更高效准确的火星生命探测方法和技术,为未来的火星探测任务提供重要的依据。

对地外生命存在的证据

化石的发现 火星上的化石发现为证明火星曾经存在生命提供了直接证据。2018年,美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”探测器在火星上发现了一种棕色矿岩中保存的化石痕迹。这些化石痕迹显示出类似真菌的形态,这意味着火星上可能存在过类似地球上的生物。虽然这些痕迹尚未被完全确认,但它们证明了火星上曾经存在过生命的可能性。

有机物的存在 火星上的有机物发现也为地外生命存在提供了重要证据。2018年,NASA宣布“好奇号”在火星上的沉积物中发现了大量的有机物,这些有机物中含有有机分子的碳骨架,如氨基酸和核苷酸。这些有机物是地球上生命体的基本成分,它们的存在表明火星可能曾经存在过或仍然存在着微生物。

地球生命体的适应性 地球上的生命以其适应性广泛分布在各种极端环境下。而火星上的一些环境条件与地球上的一些极端环境相似,如极端干旱、高辐射和极低温等。这些相似之处暗示了火星上也可能存在能够适应这些环境的生命存在。例如,地球上的一些微生物可以在极端干旱的沙漠中存活,并且能够耐受辐射。在类似的环境下,火星上的生命也有可能进化出相应的适应策略。

对人类起到何种启示

关于地球生命的起源及未来:火星上发现的灭绝生物体可能为我们揭示了地球生命的起源,也暗示了地球生命的未来。通过对灭绝生物体的研究,我们或许能够更加深入地了解地球上的生命是如何起源的,该启示对于窥探地球生命的根源及其进化规律将具有重要的意义。该发现也提醒我们,地球上的生命同样也可能面临灭绝的命运,我们应当更加珍惜和保护我们生命的家园。

关于生命的多样性和适应力:火星上的灭绝生物体可能是证明生命在宇宙中的普遍存在的重要证据之一。它们可能拥有与地球生命完全不同的生命化学组成和生存策略,这将进一步加强我们对生命多样性的认识。这也意味着,在寻找附近星球的生命迹象时,我们需要更加开放地面对可能存在的多样性。

关于科学技术的进步和应对变局:火星上发现的灭绝生物体对我们当前的科学技术进步提出了更高的要求。从保护和保存这些生物体,到研究和分析它们的结构和特性,都需要我们在科学技术上有更大的突破。这也意味着我们需要不断更新和提升自己的科学能力,以更好地理解和应对变局。

关于环境保护和可持续发展:火星上发现的灭绝生物体的存在也给了我们关于环境保护和可持续发展的启示。生命的灭绝可能与环境变化和资源枯竭有关,这是我们应该引起重视的问题。我们需要从火星上的教训中吸取经验,加大环境保护力度,推动可持续发展,并寻找不依赖地球资源的新型能源和资源消耗方式。

在面对火星发现的灭绝生物体时,人类或许会感到失望和悲伤,因为我们一直期待着发现一个生机勃勃的世界。然而,我们不能被绝望所击倒。相反,这一发现应该激发我们更加强烈的好奇心和保护地球的意识。它是一份宝贵的提醒,告诉我们人类的生存是如此地依赖于我们所居住的星球。通过学习过去的灭绝,我们可以更好地意识到环境的脆弱性和我们的责任。

现在是时候行动起来,保护地球上每一个生物的生存环境了。因为只有当我们学会珍惜我们已拥有的,才能真正欣赏并保护我们所发现的新的、充满生机的世界。让我们以勇气和决心面对发现,为未来的世代创造一个更加美好和可持续的星球。

校稿:叶子

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1774350095115260004&wfr=spider&for=pc

40亿年前的火星处于“流水时代”:轨道偏心率定冷暖

已有 3111 次阅读 2021-7-27 20:50 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

40亿年前的火星处于“流水时代”:轨道偏心率定冷暖

                               吉林大学:杨学祥,杨冬红

       40亿年火星由暖变冷的历史

       目前的火星表面由红土沙漠覆盖,天气干燥寒冷,彷佛一片生命禁地?据目前的研究来看,这个印象没错。但约在40多亿年前,火星确确实实是一个拥有孕育生命的适宜环境的星球。

  在那时,火星上曾经有过湖泊和河流,留下了多诸如河床、冰川遗迹、鹅卵石等地表水的证据,最近还发现了约为108-48百万年的沉积岩。这说明火星曾是一颗不折不扣的流水行星,这为孕育生命提供了可能。

  40亿年前的火星处于“流水时代”,有浓密的大气层和地表水。(图片来源:NASA‘s Mars Exploration Program)

  但这些都只能停留于我们的好奇之中,因为火星很快发生了变化。

  然而,火星却因为体积过小,内部冷却过快,并缺乏磁场(至少在35亿年前可能已经消失),太阳高能质子以及银河系和太阳的高能宇宙射线可以横冲直撞地冲击火星的表面和次表面,吹走火星大气,并杀死星球上的生命。

  火星上的大气层不断减少,温室效应随之下降,流水也悉数冻结。在38-31亿年前,火星上还有着厚冰覆盖的湖泊;31-15 亿年前,在多孔岩石的内部还存留着一些液态水;而从15亿年开始,火星地表的液态水就全部消失了。

  从那时开始,火星上可能存在过的生命也全部休眠或在射线辐射之下被破坏,死亡和降解。

  时至今日,火星上已经完全没有水流,成了一颗死去的星球。

https://finance.sina.com.cn/tech/2021-07-27/doc-ikqcfnca9275310.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=38&r=0&rfunc=79&tj=cxvertical_pc_hp&tr=12

      火星大气稀薄和气候变冷的原因

       有研究认为,火星因为体积过小,内部冷却过快,并缺乏磁场(至少在35亿年前可能已经消失),太阳高能质子以及银河系和太阳的高能宇宙射线可以横冲直撞地冲击火星的表面和次表面,吹走火星大气,并杀死星球上的生命。火星上的大气层不断减少,温室效应随之下降,流水也悉数冻结。这只是原因之一。

       

       轨道偏心率变大导致行星大气丢失气温变冷

       大气层对行星具有保温作用。当轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时,太阳风和太阳辐射将一部分大气物质吹走,形成背光的“气尾”;当行星向远离太阳的方向运动时,“气尾”收缩。行星每靠近太阳一次,就失掉相当多的大气质量。

       近日行星中,水星与火星的轨道偏心率最大,分别为0.206和0.093,地球的偏心率为0.017,金星的偏心率为0.007。近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比,因此,近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失比较多,大气非常稀薄。大气层可以保持地表的气温,大气的流失降低地表气温,这是10万年冰期周期与地球轨道偏心率10万年变化周期对应的原因,地球轨道偏心率变化范围为0.017~0.067,在偏心率最大时对应冰期的出现。强磁场对大气也有保护作用。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-436350.html

       米兰科维奇循环的天文冰期理论:火星目前处于轨道偏心率较大的大冰期时期,地球处于轨道偏心率较小的间冰期时期,金星处于轨道偏心最小的极热期时期。

        轨道偏心率较大的行星向太阳靠近时产生的大气丢失,是冰期产生的根本原因。大气稀薄也是与冰期伴随的生物灭绝的原因。而地球的是10万年和41.3万年等,于0.005至0.058间变化(见米兰科维奇循环)

        在八大行星中金星的轨道最接近圆形,偏心率最小,仅为0.006811。火星和地球10万年后也有可能变为金星目前状态,目前没有成为金星目前状态的可能。

       金星极端大气可能跟金星轨道偏心率变小有关

        据外媒报道,金星的极端大气可能是跟气态巨行星木星在远古时期的碰撞有关,该碰撞可能从根本上改变了金星的轨道并导致其大量的水储备流失。近日,一篇新的研究论文描述了木星在遥远过在太阳系中移动时的引力影响是如何让金星走上成为我们今天看到的不适宜居住的星球道路的。

       轨道的偏心度或圆度是以0到1的刻度来测量的。轨道偏心率为0就意味着这颗行星的轨道完全是圆的。相反,如果一个世界的轨道偏心值为1,它就会简单地把自己弹射到太空中去。据悉,金星的偏心率为0.0006(?0.0068),是太阳系中最圆的,而地球的偏心率为0.0167。

       模型显示,大约10亿年前,木星的轨道离太阳更近,而此时金星的偏心轨道为0.3,根据研究人员的说法,这将使它成为一颗更适合居住的行星。

       然而,当这颗气态巨星向外移动时,它强大的引力干扰了金星迫使其进入一个更圆的轨道。在这个轨道强迫碰撞期间,潮汐加热和其他过程可能导致行星周期性的加热和冷却发生。

       研究小组认为,偏心率的变化可能加速了金星的大气演化并导致其失去了大量的水分。这反过来会导致失控的温室效应从而使这颗星球的表面不再适合居住。

       虽然金星跟地球的进化史截然不同,但它仍可能成为生命的寄主。

https://www.cnbeta.com/articles/science/1035783.htm

       我们的研究表明,金星的偏心轨道从0.3变为0.0068,是金星从雪球变为火球的主要原因。

      火星变冷可能跟火星轨道偏心率变大有关

       火星大气以二氧化碳为主,既稀薄又寒冷,遍布撞击坑、峡谷、沙丘和砾石,没有稳定的液态水。根据观测的证据,火星被观察到类似地下水涌出的现象,南极冰冠有部分退缩,雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。

       火星自转轴倾角为25.19度,和地球的相近,因此也有四季,只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大约为0.093(地球只有0.017),使各季节长度不一致,又因远日点接近北半球夏至,北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分,2010年5月13日为夏至,北半球处春季。

       火星轨道和地球的一样,受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期,分别是9.6万年和210万年,于0.002至0.12间变化;而地球的是10万年和41.3万年等,于0.005至0.058间变化(见米兰科维奇循环),火星与地球最短距离正慢慢减小。

  

       结论

     

      40亿年火星由暖变冷的历史表明,约在40多亿年前,火星确确实实是一个拥有孕育生命的适宜环境的星球。在那时,火星上曾经有过湖泊和河流,留下了多诸如河床、冰川遗迹、鹅卵石等地表水的证据,最近还发现了约为108-48百万年的沉积岩。这说明火星曾是一颗不折不扣的流水行星,这为孕育生命提供了可能。这一时期与火星轨道偏心率较小相对应。

  然而,火星却因为体积过小,内部冷却过快,并缺乏磁场(至少在35亿年前可能已经消失),以及轨道偏心率逐渐变大,太阳高能质子以及银河系和太阳的高能宇宙射线可以横冲直撞地冲击火星的表面和次表面,吹走火星大气,并杀死星球上的生命。

  火星轨道偏心率逐渐变大,火星上的大气层不断减少,温室效应随之下降,流水也悉数冻结。在38-31亿年前,火星上还有着厚冰覆盖的湖泊;31-15 亿年前,在多孔岩石的内部还存留着一些液态水;而从15亿年开始,火星地表的液态水就全部消失了。

       我们的研究表明,金星的偏心轨道从0.3变为0.0068,是金星从雪球变为火球的主要原因。相反, 火星的偏心轨道从0.002变为0.093,是火星从水球变为冰球的主要原因。这是长周期变化趋势。

       行星短周期轨道偏心率变化是冰期和间冰期交替的原因:火星轨道和地球的一样,受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期,分别是9.6万年和210万年,于0.002至0.12间变化;而地球的是10万年和41.3万年等,于0.005至0.058间变化(见米兰科维奇循环)。

        

参考文献

1.杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20(3):39~48

2.杨冬红,杨学祥,刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006,21(3):

1023-1027

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1297252.html



https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1423064.html

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