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本帖最后由 dootbear 于 2024-7-8 08:46 编辑
Space.com：巨大的寂寞：每一万个星系中仅四个可能拥有外星文明
如果一个星球没有板块构造，再加上适量的水和干地，那么可能无法进化出能够跨星际通信的外星生命。
德克萨斯大学达拉斯分校的Robert Stern和瑞士苏黎世联邦理工学院的Taras Gerya认为，板块构造对复杂生命的进化至关重要。在地球上，复杂的多细胞生命在约5.39亿年前的寒武纪大爆发期间出现。
Gerya告诉Space.com，“我们认为现代风格的板块构造的出现极大地加速了复杂生命的进化，是寒武纪大爆发的主要原因之一。”
板块构造描述了大陆板块在熔岩地幔上滑动的过程，导致了俯冲带和山脉、裂谷和火山以及地震。
Stern和Gerya表示，现代形式的板块构造大约在5亿到10亿年前的新元古代开始出现。在此之前，地球拥有所谓的停滞盖构造：地球的地壳（岩石圈）是一整块，没有分裂成不同的板块。现代板块构造的改变发生在岩石圈冷却到足够密集和强壮，可以被俯冲，即在两个板块分离的地方被推到岩石圈的其他部分下面，并在长时间后回到地表。
现代板块构造对生物圈的环境压力可能引发了半亿年前复杂生命的进化，因为生命突然发现自己处在一个必须适应或死亡的环境中，这种进化压力推动了海洋和大陆板块相关陆地上各种生命形式的发展。
通过这一推动，生命最终进化成了我们，尽管这没有任何设计或进化上的必然性，只是自然选择的结果。
Gerya说，“海洋和陆地的长期共存对于通过生物进化获得智能生命和技术文明至关重要。但仅有大陆和海洋是不够的，因为生命的进化非常缓慢。为了加速这一过程，需要板块构造。”
然而，有一个问题。地球是太阳系中唯一具有板块构造的行星。而且，模型表明板块构造可能很罕见，尤其是在被称为超级地球的系外行星上，停滞盖构造可能占主导地位。
结合对板块构造的需求，还有对海洋和大陆的需求。行星形成模型表明，完全被数英里深海洋覆盖的行星可能很常见，沙漠世界也可能没有任何水。地球拥有相对较薄的海洋和能让大陆高于海洋的地形，似乎处于深海行星和干旱沙漠世界之间的甜蜜点。
拥有海洋至关重要，因为强烈怀疑地球上的生命起源于海洋。陆地同样重要，不仅因为风化作用提供了养分和促进了碳循环，还因为在智能生命的利用下，能够引导技术发展的燃烧（与氧气协作）。
如果具有板块构造，以及适量的水和陆地的行星很稀有，那么技术性、能通信的外星生命也可能很稀有。
Gerya说：“我们试图解释的是，为什么我们没有被联系到？”
为了解释这一点，Gerya和Stern使用了德雷克方程（Drake equation）。由已故的SETI先锋Frank Drake于1961年提出，德雷克方程旨在为首次SETI（搜寻地外智能生命）科学会议提供议程，总结发展技术文明所需的各种因素，进而估算可能存在的地外文明数量。然而，应该注意的是，德雷克方程更多的是一个思想实验，旨在强调我们对技术生命进化了解的程度，而不是一个绝对的指南。
Gerya说，“以前对我们银河系中文明数量下限的估计相当高。”
德雷克方程的一个术语是fi，即发展智能生命的系外行星的比例（the fraction of exoplanets that develop intelligent life，我们在这个背景下如何定义“智能”仍有争议，但现代观点包括所有智能动物，如黑猩猩和海豚）。Stern和Gerya认为，fi应该是两个术语的乘积，特别是同时具有大陆和海洋的行星比例（foc）和具有长期板块构造的行星比例（fpt）。
然而，鉴于板块构造的显著稀有性，以及同时拥有海洋和大陆的行星的稀有性，Stern和Gerya发现fi是一个非常小的数值。
他们估计只有17%的系外行星具有板块构造，而具有适量水和陆地的比例可能更小，介于0.02%到1%之间。将这些数值相乘，他们得出fi在0.003%到0.2%之间。
然后，通过将这个数值代入德雷克方程，Stern和Gerya得出了银河系中地外文明数量的估值，在0.0004到20000之间。尽管仍然是一个很大的范围，这主要是因为德雷克方程中的其他术语并不确定。
然而，这仍然比Drake在1960年代预测的100万个文明少了几个数量级。
Taras说，“0.0004的数值意味着每一万个星系中可能只有四个星系文明。”
这些都有几个警告。一个是，正如前面提到的，德雷克方程的其他术语如首先进化出生命的行星比例、发展出技术的智能生命比例以及这些文明的寿命完全未知。如果这些值非常高，例如，如果文明通常能存活数十亿年，那么现在存在更多文明的机会将增加。
另一个警告是，尽管一般来说，我们所知道的生命需要板块构造、海洋和陆地才能进化和繁衍，但可以想象一些技术性海洋生命从未踏足陆地的情景。然而，这些将是特定的例外情况。
说我们还没有被联系到时，也有抢先下结论的风险。SETI天文学家Jill Tarter喜欢说，如果银河系是一片海洋，我们只搜索了一杯水。尽管由于雄心勃勃的突破聆听项目，最近的搜索加速了，但这一观点仍然成立。我们还没有搜索到每一颗星星，而我们搜索的那些星星，我们也没有长时间监听或观察。我们很容易错过外星信号。
最后一个要考虑的点是“大过滤器（Great Filter）”的概念。这是由经济学家和未来学家Robin Hanson首次提出的概念，建议在所有生命的进化过程中可能存在一些普遍的瓶颈，阻止技术文明的存在。在Stern和Gerya的模型中，这个瓶颈是由缺乏板块构造、海洋和大陆提供的。然而，尽管他们对文明数量的估计较低，但它并非零，有一种学派认为这一观点符合哥白尼原则，即地球不应被视为特殊，只是围绕一个平凡恒星的普通行星。因此，如果生命可以在地球上进化，它也应该可以在许多行星上进化，因为地球不应是特殊的。
问题是，大过滤器在何时起作用？
也许Stern和Gerya过早地断言具有板块构造和适量水陆的行星是稀有的，而在我们有观测证据支持这一说法之前。
Gerya说：“当然，理想的情况是有观测数据来了解系外行星上大陆、海洋和板块构造的普遍程度。不幸的是，这远远超出了我们目前的观测能力。另一方面，行星形成过程在某种程度上是可以理解的，行星形成模型能够提供关于我们可以期待什么的预测。这些预测可以用来评估岩石系外行星拥有大陆、海洋和板块构造的概率。”
如果Stern和Gerya是正确的，那么我们可能确实在宇宙中是唯一的。如果是这样，我们肩负着巨大的责任。
Gerya说，“我们应该尽一切可能保护我们自己的，非常稀有的！文明。”
否则，我们可能会自我毁灭，使得我们银河系中唯一的技术生命灭绝。
Stern和Gerya的分析于4月12日发表在《科学报告》期刊上。
来源：
https://www.space.com/plate-tectonics-intelligent-alien-life-rare
By Keith Cooper published 14 hours ago
If plate tectonics, oceans and continents are rare on worlds throughout the universe, that is.
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管理人员评分BOC 在2024-7-9 10:16 +32分 并说
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一个新人的成长记录贴(甜品类)-顶楼各种实验品目录-53#蓝莓麦芬 (2010-7-22) 图图 
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