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第1022章 宜居带（第2页）

渐渐的二氧化碳也被冻结，形成干冰颗粒组成的云层，最终它们被冻结在两极形成冰盖。

宜居带的宽度取决于该行星与地球的异同，以及恒星的大小、年龄等。

在一个有一定碳含量的岩石行星表面，如果有一个稳定的液态海洋，它就具备了产生和驻留生命的条件。

相对于地球的轨道而言，金星与太阳的距离近了30%，而火星远了50%，如果从接受阳光的角度来说，金星需要减少一半，而火星则需要增加一倍才可以。

对于类地行星来说，动物的宜居带是这样一个范围：该行星可以在表面维持一个液态的海洋并且能够保持球平均温度低于50℃。

这个温度基本是动物生命生存条件的上限。

如果考虑现代人类（智慧生命）的居住环境，就会得到一个更窄的“宜居带”

：即一个可以生长足够庄稼供人食用的行星。

相反，一个更宽更容易定义的宜居带是微生物生存的“宜居带”

：它几乎包括了整个太阳系，并在太阳系形成不久一直到现在的范围。

对于其它种类的“宜居带”

，则要宽于高等生物但窄于微生物。

以太阳系为例，因为太阳在变亮，太阳系的宜居带也正在向外移动，由于温度增加，地球就会逐渐变为金星，不过此情形会发生在20—30亿年以后，地球处于宜居带的时间还有60—80亿年。

当然，太阳的亮度不断增加，一个处于冻结的星球可能会变得适合生命产生和繁衍。

1978年，天体物理学家迈克尔·哈特做了一个模拟计算，结果令人惊讶。

他在计算中考虑了太阳光度随时间的变化。

40亿年前，太阳的光度只有现在的70%。

随着太阳光度的增加，宜居带向外推移。

哈特将地球所处的狭窄条带随整个太阳系演变而向外推移的范围称为“持续宜居带”

。

他的计算表明，如果地球与太阳的距离再远1%，在地球演化史上将会出现一个不可逆转的冰期，而如果距离再进5%，它也可能出于一个不可逆转的温室状态。

假若地球的轨道更扁一些，上述的距离限制会更加严格。

现在，有人认为哈特计算的宜居带过于狭窄，因为有几个效应他没有考虑到，其中很重要的就是“二氧化碳—硅酸盐循环”

其作用就像空调一样将地球的温度调节在一个合适的范围。

二氧化碳含量现在只占地球大气的0.03%，但它是一种温室气体：它的红外线吸收性质可以阻止辐射到地球表面的热量重新发散到太空中。

二氧化碳—硅酸盐循环的调节开始于地表风化作用，当行星比较温暖时，充分的光照和降水冲刷作用会使得风化速度加快，此时，从硅酸盐中释放的金属离子将大气中的二氧化碳沉淀成碳酸盐，从而使大气温度下降；当地表太冷的时，风化作用和二氧化碳的沉淀速率会下降，而火山释放的二氧化碳使温室效应增强，进而使大气温度重新升高。

这种负反馈效应使“持续宜居带”

加宽，也让确定宜居带的条件变的更加复杂。

据此，美国滨州州立大学的天体生物学家詹姆士·卡斯廷和他的同事将“持续宜居带”

定义为：在恒星周围的一个类地行星，拥有一个含有氮气、水和二氧化碳的大气，并且形成的气候可以维持以水为基础的生命。