地球是人类生命的摇篮,但人类也许有一天会离开这个摇篮。倘若未来的地球发生某些自然灾害,或者环境发生剧变,不再适宜人类居住,那么人们一定会考虑移居其他星球的可能性,并且首先将目光投向太阳系中的天体。其他星球是否宜居,人们需要确认这颗星球是否含有维持生命所必须的物质,而水就是其中之一。
水是生物体内最重要的物质之一,人类的身体中有70%都是水,而水母体内的水甚至占它自己体重的98%。我们所居住的这颗蓝色星球,更是有71%的表面积被水覆盖。有学说认为,地球上的生命最初是在水中出现的。
而地球的“左邻右舍”呢,它们的上面究竟有没有水?现在就让我们一起来盘点一下太阳系里不同星球的含水量吧,看看有哪些星球最终有可能成为人类的第二个家园。
靠近土卫二南极的羽状喷射物,主要成分为水冰
太阳系形成的想象图地球
含水量:★★★★★
40多亿年前,太阳、行星和一些卫星几乎同时在太阳星云当中形成。其中,每颗行星、卫星的位置和轨道是在它们形成之初就决定好了的,不会轻易改变。
太阳就像一个大火炉,距离它太近的行星和卫星的表面温度非常高,导致这些天体上的水会以水蒸气的形式向太空中逸散;而距离太阳太远的天体,地表会更加寒冷,水则会被封冻成固态。
地球的轨道决定了地球有机会孕育出生命,并演化出一个生机勃勃的世界。地球上的大部分水以液态的形式储存在海洋、河流、湖泊和水库中;部分水以固态冰的形式存在于两极地区的广大冰原、冰川和积雪中;而水蒸气则主要存在于地球的大气层之中。在这些水中,97.5%是咸水,2.5%是淡水。
陆地上大多数生物都需要淡水来维持生命,但在可使用的淡水资源中,又有大部分封冻在南北极地区,难以使用,所以节约、合理利用淡水资源才能让人类在地球生活得更长久。
土卫二
含水量:★★★★☆
土星的第六大卫星—土卫二,是一颗由水和其他物质混合而成的“冰”(以水为主)覆盖的奇特星球,它因此成为太阳系中反射率最大的天体。它的表面非常寒冷,地表的夜间温度仅有零下198摄氏度。
2005年,“卡西尼号”曾数次近距离飞掠土卫二,发现从这颗卫星的南极地区喷射出了含有大量水汽和其他挥发物的羽状物。喷出的物质中,一部分以“雪”的形态落回土卫二表面,一部分融入土星环中,还有一些甚至可到达土星。由于这种喷射现象,以及探测到土卫二的地壳内部存在活动,再加上南极地区极少存在撞击坑的情况,这些现象共同证明了土卫二至今仍然存在地质活动。对一颗个头如此小的卫星而言,这真是一个奇迹。
不仅如此,2015年9月,美国宇航局确认,“卡西尼号”的探测数据显示土卫二的表面冰层下面拥有全球性海洋,而且海洋底部甚至存在热泉。
科学家认为,土卫二的喷射现象就是源自冰层下的液态水海洋。由于冰层下有水的存在,所以土卫二是寻找地外生物的最佳地点之一。但由于人类对土卫二仍然知之甚少,所以想要移民到那里,人类仍然有很长的路要走。“月船1号”升空
火星陨石坑的坑壁
“克莱门汀号”拍摄的月球南极。人们推测在这些终年不见天日的极地坑洞内有封冻的水冰月球
含水量:★★★☆☆
由于月球没有大气,水会被太阳光迅速分解并快速逸散到太空中,所以月球表面并没有液态水。但水是否会以其他形式存在呢?人们一直争论不休。20世纪60年代以来,人类一次又一次地踏上寻找“月球水”的征程,令人欣慰的是,近年来人类已经在月球表面发现了有水存在的迹象。
1994年,美国发射的“克莱门汀号”月球探测器发现月球南极上空存在异常的雷达回波,呈现出挥发性冰的特征,但是也有科学家对此存疑。这次雷达回波异常事件带来很多争议,也受到世界的广泛关注。
2008年,印度的“月船1号”航天器使用矿物绘图仪确认,月球的表面有水冰存在。它携带的分光计在反射的太阳光中观测到羟基的吸收谱线,而羟基又与水分子的化学组成相似,它们有着密不可分的联系,这提供了水冰存在的证据。
2009年,美国的月球陨坑观测与遥感卫星将一个重约2300千克的撞击器,高速撞击到月球极区的永久阴暗的环形山内,并且从喷出的羽状物质中检测到重量至少为100千克的水。
科学家还对月球上的火山喷发沉积物进行了研究,也发现了含量很高的水。我们对月球北极的多个陨石坑进行的研究也表明这里可能含有水冰,储量有可能达到约6亿吨,甚至在未来有可能成为人类月球基地的南极休梅克陨石坑内,也发现了水冰。
虽然目前月球表面还无法保存液态水,但月球火山喷发沉积物中和月球南北极所拥有的丰富的水资源,在将来会成为人类移民月球的重要保障。画家想象出的有生命和海洋的火星
航天器拍摄到的火星图像火星
含水量:★★☆☆☆
提起火星,人们总会想到移民火星、地外生命。在太阳系的所有天体中,火星的表面环境最像地球,而且距离地球也比较近。人类自有能力飞向太空后,就从未停止过对火星的探测。在火星表面寻找水和生命,也是每一次探测任务中必不可少的环节。
火星也没有让人类失望。科学家们在火星表面发现了水流过的痕迹,表明很久以前这里可能覆盖着大面积的水。火星的两极和中纬度地表下也发现有水存在。
2015年9月29日,美国宇航局宣称来自火星侦察轨道器的数据和研究表明,火星陨石坑坑壁的神秘暗色条纹,可能与间断性出现的液态水有关,这些暗色条纹可能是含盐水体沉积的结果。在较温暖的季节,这些线条的颜色变得更深,表明水流在斜坡上出现。较冷的季节来临时,这些地表特征又会变浅。
由于火星与地球相比,距离太阳更远一些,所以人类一直认为火星上的水以固态冰的形式存在。此次的发现证实了火星上可能有液态水的猜测,同时也增加了火星上存在微生物类生命的可能性。
2018年6月6日,美国宇航局宣布,“好奇号”探测器在火星的古老湖床的岩石里发现了有机物质,这将会为寻找外星生命提供重要线索。
火星的含水量虽然远低于月球和地球,但由于与地球有极大的相似度,火星成为了人类极有可能移民的地方。因此在火星上寻找水和有机物,将会为人类的移民生活打下基础。水星
通过雷达观测到的金星大气层下的金星表面水星和金星
含水量:★☆☆☆☆
早在20世纪90年代,科学家就利用雷达观测到水星极区有非常亮的雷达反射斑点,并猜测这有可能是水冰强烈反射雷达的结果。2012年,“信使号”探测器团队表示,他们在水星北极地区永远晒不到太阳的阴暗陨石坑内发现了大量冻结的水冰。
至于有着浓密大气层的金星,它的大气层比地球大气层重93倍,产生了太阳系最强大的温室效应,使得金星的表面温度达到462摄氏度,这个温度远远高于实现灭菌所需要的温度。它的大气层主要以二氧化碳为主,含有0.002%的水蒸气。有研究表明,数10亿年前的金星大气层很像现在的地球大气层,并且金星表面可能存在许多液态水。但是在数10亿年的演化过程中,受到失控的温室效应的影响,原来的水都被蒸发掉了,如今金星表面就只有大气中还保留着非常稀薄的水蒸气了。
所以,如果人类不想变成烤肉干的的话,就可以放弃移民水星和金星了。
海王星天王星和海王星
含水量:★☆☆☆☆
在靠近太阳系的外侧,有天王星和海王星这两颗冰巨星“兄弟”。它们表面的这些“冰”主要由水、氨与甲烷组成。但是因为距离太阳已经非常遥远,接收到的太阳光极少,它们的表面温度低至零下200摄氏度以下。在这样的条件下,已经几乎不可能存在生命了。天王星
“卡西尼号”拍摄的土星
“卡西尼号”拍摄的木星
木星和土星
含水量:☆☆☆☆
在火星和天王星的轨道之间,有两个庞然大物,它们是太阳系中体积排名第二大和第三大的天体—木星和土星。这两颗行星都是气态巨行星,没有固态的陆地表面。虽然木星的大气中有微量的水蒸气,土星的内核及土星环中存在微量水冰,但是这样的行星上存在生命的可能性还是非常小的。
盘点过这么多太阳系中的天体,我们发现除了地球之外,其他天体上也有水存在的身影,它们或埋藏在贫瘠、荒芜的地表之下,或冰冻在终年不见天日的极地陨坑中,或弥散在大气之中。无论如何,人类还将继续搜寻地外的稳定液态水,因为这是生命存在的重要条件之一。
责任编辑郭晓博