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主题：【原创科普】生命造就了地球----为老赵好文做补 -- 不爱吱声
家园 【原创科普】生命造就了地球----为老赵好文做补 老赵的文中讲述了地球是如何成为孕育生命的摇篮，文中的很多观点表达的深入浅出，关于地球温度，地球大小，特别是地球的保护神----其他行星对生命起源的作用的阐述，让人大开眼界。
一直以来，人类都在探索关于生命产生的话题。至今为止，人类只有在地球上发现了生命，限于人类的知识有限，能力有限，是否在我们的宇宙中是否还存在其他生命只能靠猜测，根据现有的知识进行推断。生命的产生正象老赵说的那样，真的不容易，但茫茫宇宙中，可能生命的存在形式并不唯一，即便唯一，也可能在宇宙莫个角落存在着地球的“影子”，可能那里也有着生命。这可能也正是人类孜孜以求，探索未知世界的原由之一了吧。老赵的文章主要将了地球为生命的产生和存在提供了有利的保障。我写这篇文章，想给老赵的文章做个补充，就根据自己所知浅谈生命是怎样反作用于地球而使地球形成了今天的模样的吧，
大家知道一个闭环的控制系统，具有自适应性，当得到一个输入，一定时间后，整个系统并不需要依赖输入，会通过获得来自输出的反馈，而进行自我调整最后达到一个平衡状态，形成一种良性循环。这种系统更稳定持久，庆幸的是我们的地球与地球上的生命正构成了这样一种有自我调节能力系统。
事实上，我们的地球环境在生命起源的时候与现在是大相径庭的。但正是生命的产生，与地球的环境互相作用，形成了一个是与生命生存的现在的地球。生命活动对地球环境的影响既难以捉摸，又意义深远。我们的大气由 20% 的氧和 80% 的氮组成。氧气几乎完全是由绿色植物的光合作用所产生。氮气几乎完全是土壤微生物生物活动的产物，土壤微生物把硝酸盐和氨转化为氮气（分子氮）。不仅地球大气的主要成分受到生物活动的严格控制，而且那些含量较少的成分也都如此。在很大程度上，二氧化碳也受到“光合－呼吸”反馈循环的缓冲。即使是地球上大气中象甲烷( CH4 )这样含量极少的成分，也是由生物活动产生的。而在38亿年前的太古地球中，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。那时候，地球地壳很薄、地热梯度陡、火山―岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质，科学 家们推断：在很早以前，地球的大气层中主要包含着氨、甲烷、硫化氢和水蒸汽，大部分的水用来构成海洋，海洋中的水溶解着硫化氢和氨，也少量溶解着甲烷。但是，与生命息息相关的重要元素氧却十分稀少。所以那时候的生物完全是厌氧的，但他们却是放出氧气改造地球大气，在以后，出现了藻类，甚至是植物，不断地进行光合作用，于是地球上的生命不自觉地在很大程度上使环境再生。由于大气压力和大气成分对气候的影响，产生了一种反馈循环，使气候本身在某种程度上可能为地球上生命形式所进行的气体交换反应所控制。在某种意义上，地球上的生命在一定程度上使地球成为现在这个样子。
讨论了生命对地球环境的反作用，那么归根到底，我们可不可以在将来的某个时候，通过类似的方法去使其他行星地球化，从而把今天不适宜于人居住的星球转变成一个气候温和、适宜居住的环境呢？
我们在改造一个行星之前，要彻底弄清它的现有环境。我们必须确保该行星上没有生命，或者原有的生物体在接近于地球的条件下会生活得更好，那么在将来的某个时候考虑改变行星环境也许是非常合理的了。下面可以说两个例子，供大家参考。
首先考虑我们的近邻金星。金星上有一层压力极大的大气，主要由二氧化碳组成，金星表面温度灼人，超过900°F。现在已经发现，金星表面温度高很大一部分原因是由于二氧化碳和水造成的温室效应。那么为了改变金星，我们需把一种耐寒的顽强藻类植物作为种子放入金星的云层――有科学家建议采用一种叫做念珠藻( Nostocacae )的藻类，这种藻类会在云层附近产生光合作用，二氧化碳和水就会转化成有机化合物（主要是醣类）和氧。然而，这些藻类会被大气循环带到下面较深和较热的金星大气层，在那里被烤死。藻类在烤死时会放出简单的碳化物、碳和水进入大气。这样，大气中含水量保持不变，而最终结果是二氧化碳变成了碳和氧。二氧化碳被转换，而同时氧又和金星的地壳化合时，总压力就会下降，从而减少大气对红外线的吸收，降低温室效应，而使温度降低。因此，如果我们把培育到适当程度的藻类喷入金星的云层，由于这种藻类在云层中的增殖速度比烤死的速度快，金星上目前极其恶劣的环境最终就会变得对人类适合得多。金星大气中所含水蒸汽的量，如果凝结在金星表面，就会形成约一英尺高的一层水――虽然不是一片汪洋，但足以用来进行灌溉和满足人的其他需要。在金星表面的岩石之中也可能还包含着水。谁也不能断定，这是不是一个可行的方案。记得老赵文中，一开始就谈的是温度，大概用了这个方法，温度问题是可以解决了。至于温度以后的事情，如何让小的金星吸附氧作为大气的一部分，可能还需要人类的聪明才智，但是至少我们看到了曙光。无论如何，我认为使金星地球化不是不可能的。念珠藻计划就是一例，说明人类的科学技术能够在比地质时间短得多的时期里改造另一个行星的环境。
在谈地球的另一个近邻火星。现在有证据说明，在距今不太久以前，这个行星上的条件同现在相比，十分接近地球：有大量的二氧化碳和水固定在火星的极帽之中、封冻在永冻地层之中，或是与火星上某些地方的表层物质化合在一起。每一个五万年之久的岁差循环中，会有两次这种二氧化碳和水大量从极帽释放出来进入大气。现在已经有一些方案关于改造火星的环境：包括改变火星卫星或某一靠近的小行星的运行轨道，以改变火星的岁差运动，或是在火星极帽的上空装上一块极大的绕轨道运行的镜子，来使冰冻在极帽处的物质融化。更为简单的也许是在极帽上撒上碳黑，加热两极，升高大气压而使火星变暖。温度解决了以后，我们再来将地球上的最能适应而恶劣环境的藻类（蓝藻？）“种植”到火星上，通过光合作用将大气中的一部分二氧化碳转换成氧气，让他们默默无闻地改造火星大气。同样，我们也不知道这些方案能否有效，但看上去这些方案不象是完全不切实际的。很可能在几百年的时间范围内我们将会有能力把火星转变成更象地球的行星，而不让它变成别的模样。
宇宙孕育了地球，地球孕育了生命，而生命的最高级正处心积虑地想法将生命延续，开拓疆土，改造宇宙，这可能也算是一种“市场经济”吧。
关键词(Tags): #心爱科学，
本帖一共被 8 帖 引用 (帖内工具实现)家园 的确是相互影响。地球和地球上的生命，可能是极小概率事件 家园 看了后有个想法，其实地球上的温室效应，并不是什么大不了的，不能解决的，对吗？ 家园 说大不大说小不小。 温室效应必定会短期内造成地球生命的不适，但可能生命会慢慢适应。但问题是生物对新环境的适应是需要时间和以个体的生命为代价的，对于人类来说，还是应该尽量保护环境，阻止温室效应加重对环境的损害为好。环境被破坏以后想修复毕竟要付出非常高的代价，爱护环境应该是人类最基本的素质。
家园 我以前以为就只有预防一条路，现在看来也可以通过人工治理的嘛。 就像你所说的用藻类来降低二氧化碳的浓度，从而达到治理温室效应的目的。
家园 文中我特别强调了一点 我们在改造一个行星之前，要彻底弄清它的现有环境。我们必须确保该行星上没有生命，或者原有的生物体在接近于地球的条件下会生活得更好，那么在将来的某个时候考虑改变行星环境也许是非常合理的了。这对金星和火星管用，因为这两颗行星上不存在生命，对于地球并不成立，因为地球上有生命，如果对地球的环境进行改造，必然会妨碍地球上生命的生活。而且温室效应的解决不是一天半天的事情，有生命存在的封闭系统环境中，动其一点，必定影响到整个系统。是福是祸很难讲。从过去的经验来看，祸的可能性更大一些。我文中最后说到，这也是一种“市场经济”，你是搞经济的，我想你应该知道其中的道理。
家园 你这个公设在star trek里是基本规则之一 你这个公设在star trek里是基本规则之一
star trek里星联在开发一个星球之前就要事前做你说的这些调查。但是经常遇到的情况是：已经开始开发计划了，突然发现了某种原来没发现的生物----于是尽管很不情愿，也只好撤退，以便不致违反不干涉规则。
家园 为什么要遵守不干涉规则呢？人类的发展史不就是一部对自然的干涉史吗？ 家园 但这种人为的对环境的干涉很容易造成更大的环境灾害，澳洲兔子灾就是一例 澳洲：令人伤脑筋的动物们
洪丕柱
澳洲媒体曾报道，澳洲的兔子受到一种病毒的袭击，正大批死亡。
这种病毒是南澳科学家研究出来的。
农民协会估计，如果它能杀死澳洲兔子的90％，则澳洲羊毛便可
望增产15％，牛羊肉可望增产12％！但据专家估计，要消灭50％的兔
子，还得18个月。农民们迫不及待地希望政府立即在全澳正式散布这
种病毒，请愿信像雪片一样。
澳洲农民对兔子为何这样痛恨呢？
自从爱打猎的英国佬未经思索地让兔子移民澳洲以来，这种啮齿
动物便飞速繁殖。它们的生育力极强，且无天敌，澳洲有大片草原为
它们提供食粮，于是造成了“兔口”大爆炸。
它们破坏农田，使庄稼减收；它们啃光牧草，使牛羊挨饿；它们
在水坝上打洞，摧毁供牲口喝水和浇灌的蓄水池……
人们曾引进一种蚊子传播兔瘟，但不久兔子便产生了抗体。人们
修筑围栏，企图把兔于困在一个范围内，但兔子多到竟然能像叠罗汉
似地一个爬在一个身上，越出围栏。最后人们又引进兔子的天敌狐狸。
在澳洲这块没有猛兽的大陆上，小小狐狸便称了大王。然而狐狸
并非总做好事，它们有时也想换换口味，比如光顾居民的鸡棚，袭击
羊羔等。
农民虽然迫切希望政府马上散播兔病毒，但政府却不敢冒然作出
决定，因为澳洲过去的教训太多了！比如，30年代昆州甘蔗田甲虫成
灾，人们便引进了澳洲原来没有的蛤蟆，希望它制止虫害蔓延，可它
们反而大量吞食树蛙和其他当地珍稀小动物，它们头上的毒腺又杀死
很多其他动物。当年引进的100头蛤蟆如今已繁殖成上亿头的蛤蟆大军，
它们早已越出了昆州的甘蔗田，正在以每年50公里的速度向其他州进
军。
澳洲人在对待动物的问题上不得不谨慎小心了。（《南十字星空
下――澳洲文化随笔》洪丕柱著 复旦大学出版社出版）
家园 澳大利亚的兔子问题我听说的是另外的一种说法 殖民者把兔子带到澳洲, 泛滥
澳大利亚政府想尽办法, 最后采用只在兔子之间传播的某病毒
成果显著
可是, 某个英国人或者法国人, 觉得自己家后院的兔子成灾, 把澳洲的病毒不知道用什么办法带回自己家, 结果病毒在欧洲开始传播了...........
欧洲的野兔和养兔业.......
家园 改造金星火星使它成为我们的新家的话题一直有 制造一个人类生存的环境或许相对容易,遗憾的是,人类,或是你我中的某个人一旦离开地球奔赴金星火星,很可能就很难回来了.
最大的问题出在这两个星球的引力上.它们的引力都小于地球,这个问题在现有的知识体系下无法解决.大家都看到阿波罗登月时宇航员在月球上是如何"蹦跳"的吧,就是因为在引力远远小于地球的月球上,那样行走是最省力的.可以想象在引力小于地球的星球上,人类的生活方式将不可避免地有所改变.另外,更要命的变化是人类自身的变化.根据学者们对宇航员以及地球上模拟太空环境中(主要是引力减小)对自愿者的测试,心脏在一个星期内就能观测到显著的弱化,几个星期后有的人的心脏缩小了三分之一!这其实很自然,因为血液变轻使得那么强劲的心脏成为了多余.人类到了火星可以预见的变化就有心脏的变弱骨骼的变轻等,或许还有什么其他的问题等着我们呢.
家园 同意。似乎还有一个问题，就是太阳光照和大气成份的比例问题 由于其他星球和太阳的距离与地球和太阳的距离不同，导致到达某个星球的光照的强度也不同。
如果要改造一个星球，必须得保持一些平衡，包括温度，湿度，以及空气中的氧、氮、CO2的比例。由于光强度的变化（从一年的角度来看，而不是一天两天的角度），三者的平衡很难同时达到。特别是大气成份比例和温度两个。
强光下或者弱光下，要保证星球的温度和地球的类似，就得相应变化大气成份，来调节“温室效应”的强度。大气成份一边，估计也会造成电子赵括所说的有去无回了。
家园 金星表面的大气压远远高于地球表面的大气压 金星与地球的质量很接近（0。89个地球），但金星的大气是二氧化碳，大气压是地球的数十倍。但经过改造之后，是可以降低金星的大气压的。火星有比较稀薄的大气，火星的体积大约为地球的一半，质量与地球更只有地球十分之一，火星的大气压小于地球。也是可以通过改造来改变火星的大气压。
家园 有意思，如果直接在金星和火星之间通一根管子 金星大气中的CO2由于压力大，会跑到火星大气。这样一来金星变冷而火星变热。我们一下又多了两个地球，岂不省事？
家园 这个道理可不是这样 维持一个星球的气压是由这个星球本身的质量决定的。即使连同了，送到压力小的那个星球上的气体也会散逸掉。