Question

10亿年前太阳系曾有三颗地球，为何如今仅剩一颗？

Answer 1

近一个世纪以来，天文学的蓬勃发展，不但没有终结人类的孤独，反而将孤独感扩大了无数倍。

放眼太阳系乃至整个可观测宇宙，地球都是目前已知的，唯一存在生命和文明的星球，不论是曾经的探测器，还是目前的FAST射电望远镜，都没能在地球以外的天体上，发现生命和文明的痕迹。

但随着太阳系与行星演化模型的完善，科学界开始意识到，太阳系并非只有“一个地球”，甚至也并非只有“地球生命”

时间回溯到40亿年前，虽然当时的地球还是一颗狂乱且没有氧气的星球，但金星和火星，已经凭借着宜居带的恩赐，和自身的条件，拥有了液态水海洋，甚至是原始生命。

因为按照太阳辐射功率来计算，金星和火星和地球一样，都运行在太阳系宜居带中，这意味着它们可以接收到适中的太阳辐射，从而让表面的水维持液态。

在诞生最初的那几亿年里，金星都是一颗温暖湿润的星球。它嗯原始海洋，完全有条件演化出生命，就像后来的地球生命诞生于海洋一样。

未来的人类，究竟能不能在金星上找到生命甚至文明的遗迹，现在还不好说，但可以肯定的是，金星的宜居时间并没有持续太久。

随着太阳系宜居带的外移，和温室气体的飙升，金星海洋很早就消失了，频繁的火山活动，让金星二氧化碳浓度达到了96.5%，浓厚的温室气体最终锁死了金星的热量，埋葬了金星的一切，让它从一颗宜居行星，变成了平均温度464℃的生命地狱。

作为地球的另一个邻居，远古时期的火星也是一颗宜居星球，目前遗留在火星上的冲刷地貌，和全球性海洋痕迹，都证明了这一点。

如果说金星毁于温室效应，那么火星是怎么变得不宜居的呢？

今天科学界给出的答案，是火星磁场骤减，无法抵御太阳风，最终失去了大部分大气和全部海洋，但事实上，磁场骤减并不是火星的“锅”。

在目前的火星北极，有一个面积相当于全火星五分之二的超级盆地，它不是天然形成的，而是来源于39亿年前，一颗直径2000公里的矮行星的撞击。

大碰撞事件带来的最大影响，就是动摇了火星核心区域的“行星发电机效应”，换句话说就是，火星内核在这次撞击中凉凉了，无法维持原来的磁场了。

内核冷却后的火星，失去了绝大部分大气，失去了液态水，甚至可能失去了生命和文明，但如果火星文明在39亿年前足够发达的话，他们是有可能迁移到火星地下，或者其他星球的。

而有趣的是，39亿年前，火星被矮行星撞击的“同一时刻”，地球上诞生了原始生命，这两者之间有没有什么联系，目前尚不得而知。

不论怎样

与金星和火星相比，我们的地球无疑是非常幸运的，过去数十亿年来，宜居带的后退维持了地球海洋，蓝藻的泛滥产生了氧气和臭氧层，地磁场又和臭氧层一起，保护着早期生命免受太阳辐射影响。

不论是在空间位置还是空间环境，地球都是太阳系内最优越的，但科学家们很清楚，宜居带的恩赐并不会永远垂青地球。

未来10亿到20亿年内，太阳辐射强度和光度都将增强，宜居带的中心，会从目前地球所在的位置，逐渐向木星公转轨道移动，届时木卫二和土卫六，有可能会成为新的“生命天堂”

但长久来看，要想让文明存在于宇宙中几十亿年甚至更长时间，就必须找一颗寿命远超太阳的恒星，比如4.22光年的红矮星比邻星，以及它的行星比邻星b。

不过对于今天的我们来说，即使是最近的比邻星， 也还是太远了，其他诸如开普勒452b和开普勒22b一类的“第二地球”，航程就更无法想象了。

在可以预见的未来，脚下的地球仍将会是人类在宇宙中赖以生存的唯一星球，宇宙中纵有再多的世界，人类文明也还是得在地球上发育才行。
太阳系始终只有一颗地球。
不知道提出这个问题的人，他真以为十亿年前曾有过三颗地球呢，还是指十亿年前太阳系失去了另两颗情况与地球相似的行星？

一般认为，在太阳系的“宜居带”上存在有两颗行星：地球和火星；而比地球更靠近太阳的金星大小与地球相仿，并且它也存在厚厚的大气层，理应有生命存在的可能。于是有人觉得，在许多许多年前，火星和金星都曾孕育过生命，就像孕育了亿万生命的地球一样。
我们先来分析金星。
金星的半径有6052公里，比地球稍小一点；它在距离太阳0.7个天文单位的轨道上绕着太阳公转，公转一周的时间是225个地球日，也就是说它比地球转得要快一些；但金星的自转却很奇怪，它的自转方向是反的，如果你在金星上看日出，太阳会从西边出来，并且金星自转一周需要243个地球日，是典型的一天比一年还长。

（金星与地球）

从太空看金星，我们只能看到一片白色云团包裹着的星球，这是因为金星的大气中包含了96%的二氧化碳、3.5％的氮气，其它基本都是硫酸形成的云。由于浓密云层的覆盖，我们不仅从太空完全无法窥视金星表面，站在金星的陆地上也是很难看见太阳的。

（轨道探测器用红外相机拍摄金星大气层照片，右侧是金星的夜晚）

不过，人类很难有机会登陆金星。金星地表的大气压是地球的92倍，这相当于地球海面以下近1公里深处的压力。这还不是最可怕的，金星表面平均温度也高达462度，这甚至比水星表面的温度还要高。

由于失控的温室效应，在金星的表面你几乎找不到凉快的地方，无论是南极北极、无论是白天还是夜晚，到处都是400度以上的高温，这样高温的环境连铅都能熔化，别说水了。

（金星表面古老撞击坑的雷达图片）

金星上曾经有过水。研究表明，数十亿年前金星的大气层比现在更像地球，而且金星表面可能曾有大量的液态水。金星水的消失有几方面的原因，一是金星遭受大量小行星和陨石的撞击，二是全面的火山喷发带来更多二氧化碳和二氧化硫，气温升高蒸发水气进一步加剧温室效应。水从地表蒸发到大气中，被强烈的太阳辐射分解成氢和氧，然后被太阳风吹散，金星从此失去了水。

太阳辐射之所以能长驱直入到达金星表面，是因为金星的磁场极其微弱。

金星有一颗与地球差不多大小的铁质核心，这颗内核有可能还保持液体状态，但由于金星自转的速度太慢，它的内核无法像地球一样产生强大的磁场，也就没办法用强大的磁场保护金星的地表和它大气中的水分子。

（金星中间是铁质核心，核心与金星地表之间红色部分是地幔）

失去了水的金星，就失去了生命存在的基础。
火星也是因失去磁场而失去生命机会。
火星比地球和金星小，它的平均半径是3389千米，大约是地球的一半；它在距离太阳的大约1.5个天文单位绕太阳运行，一个火星年大约相当于地球的687天。火星上的一天跟地球差不多，大约是24小时40分钟。

（地球与火星）

与地球一样，火星也有一个铁镍质的内核，这个内核的半径约为1800千米。由于体积小，加上火星地幔的热对流和更剧烈的火山运动，火星内核的热量被迅速散发，大量铁元素被喷出地表形成红色的氧化铁粉尘，强烈的内部对流使火星的核心在30亿年前就渐渐冷却下来。

冷却的内核使火星的磁场变得极弱，加上火星的引力只有地球的38%，强烈的太阳风和宇宙辐射剥离火星大气，使得火星地表的大气压力降到不足地球大气压的0.6%，火星表面大气密度差不多只相当于地球35公里高空。如此低的气压升华了火星表面的水，太阳风将气态的水分子分解成氢和氧，再吹散了它们。

（卫星图像表明火星地表曾经存在过古老河流）

今天的火星，只有两极还覆盖着厚厚的冰层，据估计在火星寒冷的地表之下也可能保存着大量的水冰，所以美国和欧洲的多个探测器一直没有放弃在火星上寻找生命遗迹的可能。不过我们几乎可以确定的是，即使科学家们能找到什么，那也是30多亿年以前的生命遗迹了。
地球是唯一的，也是最幸运的。
我们不仅很幸运地处于距离太阳1.5亿公里的近圆轨道上，幸运地拥有合适的大气层，还幸运地拥有一核炙热的铁镍核心和它周围流动的钢铁海洋。这个不停旋转流淌的钢铁核心使得地球拥有一个强大的磁场，磁场保护了地球和地球上的万物不受太阳辐射的摧残。正是这些幸运的元素加在一起，生命才得以在地球上生存繁衍了几十亿年。

珍惜地球吧！它是我们的家园。

太阳系唯一的家园。

没有这样的说法，并无任何证据表明10亿年前的太阳系中存在着三颗地球。如果要把地球的两个近邻——金星和火星比作地球也是完全不合适的，不管是现在还是十亿年前都是如此。

在10亿年之前，地球上已经有生命存在，当时的生命都生活在海洋之中。但在那时，无论是金星还是火星，它们与现在的差别不是太大，表面上没有像地球这样存在由液态水组成的海洋，所以那里基本上不大可能存在生命，至少是像地球这样的生命。

但如果时间追溯到更为久远之前，金星和火星是有可能存在生命的，因为它们差不多也都处在太阳系的宜居带中。尤其是火星，这颗红色行星在遥远的过去可能拥有类似于地球的环境。

最初的火星不像现在这样荒凉，一系列证据表明，四十多亿年前的火星上有可能存在液态水海洋，较为浓厚的大气层，甚至还有可能存在生命。但在几亿年后，由于火星内核冷却，导致磁场消失，火星上的大气层和海洋在太阳风的摧毁下也随之消失，所以后来的火星也就变得不宜居。

另一方面，目前的金星环境非常极端，整个星球都被一层非常厚的大气层所笼罩，并且其主要成分为二氧化碳，这导致金星具有极强的温室效应。金星表面的平均温度可达460 ℃，即便背向太阳的那一侧也是这么热。但就像火星那样，数十亿年前的金星可能也是一颗宜居行星，这颗行星上可能也存在过液态水。

金星的尺寸、质量和密度都与地球非常相近，但后来这两颗星球却有着完全不同的命运。在地球和金星的早期阶段，通过火山喷发，大量的二氧化碳被释放到大气中，这让星球可以束缚住热量，从而保持温暖。虽然大气中的二氧化碳浓度越来越高，但地球拥有巨大的液态水海洋，二氧化碳可以溶于雨水中，最终流入海洋，使得二氧化碳浓度维持稳定。而金星上的液态水可能较少，二氧化碳无法得到充分吸收，导致二氧化碳在大气中不断聚集，最终引发严重的温室效应，使得这颗行星不再宜居。