为什么地球成了“生物的乐园”

梁祖霞

    问：为什么唯有地球存在生命，而其它行星都产生不了生命呢?

    答：对于这个问题，目前有两种不同的观点：一种观点是认为，地球的物理、化学条件非常独特,恰恰适宜于生命发生的要求，于是在历史过程中，就自然而然地诞生了生命，其它行星，则都不具备这样的条件。因为地球的物理、化学特点，与生命发生所需要的环境条件，极其偶然地巧相吻合，于是才使得地球成了浩瀚宇宙中唯一具有生命的行星。

    另一种观点则刚刚相反，认为原始地球条件恶劣，其大气组成、自然环境和今天完全殊异，对于当时的生命，仅只能勉强适应。之所以成了今天的模样，和生命长期的活动分不开，可以说是38亿年来生物、地质作用的总成果。一句话，是长期演化后的产物。

    没有生命，投向地球表面的太阳辐射能将会很快地散失，但有了生命，情况就完全不同了。通过光合作用及各种生物的代谢活动，可以将日光能转化、转移及贮存起来，可以形成系统内外之间和系统内部的恒定能流。正是依靠这股能流，地球表层的物质循环才得以驱动，地球复杂的结构也得以维持。有人粗略地估算过，自从出现生物以来，地球上生物尸体的累计总量，已超过地球总质量的一千倍。就是说地球表层物质，在生物作用下，几乎全都经过多次循环，周而复始，生生不已。譬如说，地球上的水分，大约每隔2800年就要全部通过生物体一次。氧气大约每隔1000年循环一次，许多矿物质也有类似的经历。正因为这样所以学者认为，地球的面貌和生命活动密切相关，是自然历史过程中，长期生物—地质活动的总结果。没有生命，就没有今天的地球。

    问：其它行星是什么样的?

    答：在太阳系中，金星是地球的近邻，两者的物理—化学条件相差不大，金星轨道接近地球体积也和地球相仿(金星的直径相当于地球直径的95％左右)，论理应该具备生命存在的可能性。可是实际上金星表面环境与地球差别甚远，其浓厚的大气层(达到91个地球大气压)中，C02含量竟占96％，几乎不合氧。由于“温室效应”，表面温度达几百度之高，没有液态水圈存在。岩石圈也很厚，没有任何明显的构造运动迹象，这样的条件。不存在生命当然是意料中的事。

    问：两颗天体物理条件相仿的行星，其表面状态为什么会有如此巨大的差异?

    答：第一，假定地球上现存的生物全部绝灭消失，将会出现怎么样的局面？按照物理化学原理推测，地球表面将会发生如下变化：由于光合作用停止，自由氧供应断绝，大气中自由氧的含量将迅速下降，臭氧层消失，太阳紫外线长驱直入，催化大气中的氮气与残余氧结合，形成氮氧化合物。氮氧化合物溶于海水，并形成酸，酸性海水加剧岩石的风化，而岩石风化将耗尽剩余下来的氧气，最终结果是使得大气中的自由氧和自由氮几乎完全消失。再说，因为不复存在光合作用，加上岩石风化释放出来的C02不断补充进来，致使空气中C02浓度逐步增加。这样的大气圈，必然要造成“温室效应”，于是不消多久，地表温度急剧上升。在高温条件下，海洋逐渐干涸，液态水圈最终趋于消失，于是地球终将成为干燥、高温、缺氧并充满二氧化碳的星球。就是说，当地球处于天体物理学平衡状态时，竟会变得和金星的情况十分相似。

    地球之所以会温湿宜人，原来竟是生命活动的结果。如果一旦生命消失，处于物理平衡状态时，那么地球表面就会变得面目全非，其严酷程度，甚至远远超过最荒芜的沙漠。

    如果设想地球形成至今，从来没有生命，那么根据物理—化学原理推断，地球也将会达到一个无生命的(物理学)平衡状态，即和今天金星表面类似的状态。

    总之，地球现在的表面，已远离天体物理学的平衡状态，是依靠强大生命系统维持着的一种动态平衡，和“物理的地球”完全不同，所以人们称之为“生命的地球”。

    问：地球、金星、火星，在诞生之初，既然有着相似的物理、化学状态，照理都存在着形成生命的可能性，那么为什么唯独地球出现了生命，而金星、火星却向着另二个方向演化呢?

    答：这个问题很难确切地回答，因为起初的一些偶然事件、微小分歧，都可能会极大程度地影响以后历史的进程，造成了愈来愈大的差异。正如俗语所说的：“失之毫厘，差之千里”。

    现在要对几十亿年前发生的一些小事进行追踪，几乎已是不可能的了。不过不管怎么，看来有一点是可以肯定的，就是生命是造成地球特殊历史和特殊现状的根本原因。因此在探索外星生命时我们必需根据这一事实。