超级地球内部运动迟缓阻碍生命形成

　　

据物理学家组织网9月26日（北京时间）报道，据估计，单单在银河系的恒星中，太阳系以外可能有数十亿个“超级地球”，它们的质量达到地球的10倍。在9月26日召开的欧洲行星科学大会上，美国麻省理工学院科学家报告了他们对岩石性超级地球热演化的研究，认为其内部活动过于迟缓，难以支持表面形成生命。
 
“在我们发现的那些绕着遥远恒星公转的行星中，它们的成分与地球相似但质量更大。这些岩石性的超级地球是否像地球一样有着厚厚的大气层、火山活动、磁场或板块构造，是判断它们表面能否支持生命的关键。”麻省理工学院研究员弗拉德·斯塔曼科维奇说。
 
研究小组发现，地幔层岩石的粘度和熔化温度与所受压力之间关系密切。在大质量超级地球内部，其压力是地球内部几十倍，会使岩石的粘度和熔点更大，给行星的宜居性带来负面影响。
 
根据计算，超级地球可能还未分化，不像地球那样分成金属核层和岩石幔层。斯塔曼科维奇说：“地核形成的时间很大程度上取决于内部粘性。据我们计算，超级地球内部岩石的熔点高、黏性大，这表明其核心形成缓慢，或者根本就没有形成核心。超级地球可能无法产生磁场。”即使超级地球已经分化，研究显示其内部对流可能很缓慢，或在地幔深处形成停滞层，有效阻止了内核热量流出。这种初始条件决定了其热传播的主要形式是传导，这会降低核心的冷却速度，进一步遏制行星的活性。
 
研究小组还发现，板块构造的趋势是随着行星质量的增加而下降，但岩石圈的水很容易缓冲这些影响。板块构造在超级地球上并非不可避免，要依靠一系列未知的因素，而这些因素近期内在这些系外行星上都看不到。
 
科学家认为，地球分化和随后火山爆发释放出的气体，构成了早期地球大气层的一部分。研究小组发现，火山爆发释放气体的持续时间及产生熔岩的数量，一般是随着行星质量的增加而减少，黏度更大的会急剧减少。这也会限制超级地球上火山活动的持续时间。
 
“我们的研究显示了理解行星热演化的重要性，也表明超级地球比我们预想的更加多样。只有通过高压实验和对超级地球大气的光谱分析，搜集更多数据，才能全面回答问题。”斯塔曼科维奇说，超级地球存在生命的可能性仍然充满了不确定性。