这张由NASA Mariner 10飞船拍摄的金星图像（左）与一位艺术家描绘的最近发现系外行星Gliese 12b上三种可能大气层的作品并列。华盛顿大学这项新的研究探讨了一个星球需要多少地表水来维持生命。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院/R. Hurt（加州理工-IPAC）

华盛顿大学新研究：沙漠行星不太可能支持生命

根据最新研究，地球大小的星际沙漠行星需要至少20%–50%的海水量才能维持关键的地质碳循环，维持表面水资源。

华盛顿大学（华盛顿州）— 一项由华盛顿大学地球与空间科学博士生 Haskelle White‑Gianella 主导的研究表明，位于我们太阳系之外的沙漠行星在支持生命方面的可能性极低。研究人员指出，地球大小的行星需要至少占地球海洋水量的20%–50%，才能维持一条关键的地质碳循环，从而让水留在表面。

科学家们相信在太阳系之外存在数十亿颗行星。目前已确认的系外行星超过6,000颗，但只有少数具备支持生命的条件。生命探索主要聚焦于“可居住区”，即行星与其恒星之间既不太近也不太远的理想位置。该区域内的行星被认为具备维持液态表面水的潜力。

“当你在宇宙的广阔景观中寻找生命，资源有限，你必须对行星进行筛选。”
— White‑Gianella

虽然水对生命至关重要，却并不能保证生命的存在。为进一步缩小搜索范围，研究团队关注那些表面水资源极少的干燥星球——远低于一颗地球海洋。

“我们对极度干燥的行星感兴趣，它们的表面水储量远低于一颗地球海洋。许多这样的行星位于可居住区，但我们不确定它们是否真正可居。”
— White‑Gianella

发表在《行星科学期刊》（The Planetary Science Journal）的研究显示，行星的可居住性取决于地质碳循环——一种由水驱动的过程，在数百万年内将碳从大气与地幔之间循环，稳定表面温度。

碳排放：自然系统中的火山释放二氧化碳。

碳沉降：二氧化碳随雨水溶解后侵蚀岩石，并随径流进入海洋。

碳沉淀：海洋中的碳沉入海底，随后在板块构造作用下进入陆地。

碳再释放：数百万年后，碳随山脉形成重新回到大气。

如果水量不足，降雨降低，风化无法跟上火山排放，二氧化碳会在大气中累积，导致温度上升，剩余表面水蒸发，进而引发不可逆的“热失控”，让星球变得过热，无法维持生命。

“这意味着即使在可居住区内，这些干燥星球也不太可能是生命的好候选者。”
— White‑Gianella

由于岩石系外行星难以直接观测，研究人员通过复杂的数值模拟，深入了解水在沙漠星球上的行为。此前的模型多聚焦于较冷或较湿的行星，考虑了日照蒸发，但未包含风力等驱动因素。White‑Gianella 对现有模型进行了改进，细化了蒸发与降水估算。

“这些精细的机制模型源于人们试图理解地球温度调节机制——无论它是如何工作还是未能工作。”
— Joshua Krissanen‑Totton

该研究首次系统探讨了干燥行星上的地质碳循环功能，显示即使行星初始时拥有表面水，也可能因碳循环失衡而失去水资源，导致由潜在可居住转为不可居住。

亲近的例子：金星

形状与尺寸与地球相似，可能在相近时间形成，初始水量也相似。

目前金星表面温度与木材烤箱相当，站在其表面会感受到“被十头蓝鲸压碎”的压迫感。

研究提出，金星因靠近太阳，可能起初拥有略少的水，导致碳循环失衡。随着大气二氧化碳升高，温度升高，金星失去了表面水，也失去了任何可能的生命。

“即使我们在本世代不可能在系外行星表面降落，金星——我们的邻居——无疑是最接近的系外行星模型。”
— White‑Gianella

即将开展的金星探测任务将试图揭示金星为何会失去水以及其是否曾经孕育过生命。研究结果亦可为更遥远行星的研究提供重要参考。

“这对我们对宇宙中潜在可居住地区的认知具有重要影响。”
— Krissanen‑Totton

勇编撰自论文"Haskelle T. White-Gianella et al, Carbon Cycle Imbalances on Arid Terrestrial Planets with Implications for Venus".The Planetary Science Journal.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。