未來(lái)，即使發(fā)現(xiàn)了類似地球一樣的太陽(yáng)系外行星,，我們恐怕也無(wú)緣從近處一睹“芳容”,，因?yàn)樗鼈儗?shí)在離地球太遙遠(yuǎn)了。但難道我們對(duì)它們的了解只好就此止步了嗎,？

得益于觀測(cè)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，未來(lái)10年,，太陽(yáng)系外的行星將會(huì)應(yīng)接不暇地涌進(jìn)我們的視野。它們中多數(shù)可能是類似木星的氣態(tài)巨行星,，因?yàn)榇祟愋行琴|(zhì)量巨大,，最容易被觀測(cè)到，但也會(huì)有類似地球的,、主要由巖石構(gòu)成的行星,，而且質(zhì)量可能是地球的好幾倍。我們不妨把后一類行星稱為“超級(jí)地球”,，這類行星目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)30多個(gè),。它們是宇宙中外星生命家園的理想候選者。

但是這些超級(jí)地球都遠(yuǎn)在許多光年之外,，我們找到它們已屬不易,，更遑論詳細(xì)了解了（人類通過(guò)觀測(cè)最多只能得到質(zhì)量、大小和軌道半徑等信息）,。要派個(gè)飛行器飛到它們的表面走一遭,，也不夠現(xiàn)實(shí)。那怎么辦,？難道我們就到此止步了嗎,？不！科學(xué)家說(shuō),，根據(jù)觀測(cè)得來(lái)的有限幾個(gè)數(shù)據(jù),，利用理論模型，再結(jié)合已知的地球及太陽(yáng)系其他行星的相關(guān)知識(shí),，我們或許就能推測(cè)出這些遙遠(yuǎn)行星從地心到地表的許多細(xì)節(jié),。

讓我們先來(lái)看它們的組成成分,。由于在宇宙中，太陽(yáng)是最“大眾化”的恒星之一,，可以想見(jiàn),，大多數(shù)“太陽(yáng)系”也會(huì)跟我們的太陽(yáng)系一樣，擁有類似的成分,，所以大多數(shù)超級(jí)地球的物質(zhì)構(gòu)成也應(yīng)該跟地球相似——主要由硅,、氧、碳,、鎂,、鐵和少量其他元素構(gòu)成。

超級(jí)地球視它們?cè)诟髯浴疤?yáng)系”中所處的位置,，可以分成兩類,。如果離母恒星足夠遠(yuǎn)，那它在形成時(shí)就會(huì)橫掃周圍的原始冰粒,，這樣,，這種行星上水的含量就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)系中像地球這樣的行星（有越來(lái)越多的證據(jù)表明，地球上的水主要來(lái)自地球形成后從太空掉落的小行星）,，表面大概就不會(huì)有陸地露出來(lái),。相反，如果形成時(shí)距離母恒星較近,，那么那里就太熱，行星形成時(shí)軌道附近不會(huì)有冰粒存在,，這些行星像地球一樣,，含水將比較少，星球表面會(huì)有陸地存在,，,。

我們所談?wù)摰某?jí)地球都是巖態(tài)行星，這類行星最初應(yīng)該是一團(tuán)熾熱的熔巖,，所有物質(zhì)都處于熔融狀態(tài),，并隨著不斷向太空輻射熱量而開(kāi)始冷卻。在冷卻過(guò)程中,，處于液態(tài)的鐵因?yàn)槊芏容^大而沉入中心,。于是這顆行星就形成了像地球一樣的結(jié)構(gòu)：中心擁有一個(gè)鐵核，還有一個(gè)以硅酸鹽為主的地幔,。

行星越大,，核心所受到的壓強(qiáng)也越大。我們知道,，對(duì)于一般的物質(zhì),，壓強(qiáng)越大,，熔點(diǎn)越高。對(duì)于質(zhì)量為幾倍地球的超級(jí)地球來(lái)說(shuō),，其核心的壓強(qiáng)是如此之大,，根據(jù)理論計(jì)算，那兒的鐵甚至可以在1萬(wàn)度的高溫下仍然保持固態(tài),。而核心1萬(wàn)度的高溫,，對(duì)于超級(jí)地球大概只有在極早期才達(dá)到過(guò)，只要稍稍冷卻,，中心的液態(tài)鐵就足以凝固,。

地球也有一個(gè)凝固的、半徑不大的鐵核,，我們稱之為內(nèi)核,，但在內(nèi)核之外，還有一個(gè)液態(tài)鐵的外核,。外核中的液態(tài)鐵處于對(duì)流之中,，從而形成了地磁場(chǎng)。而地磁場(chǎng)是地球生命的天然保護(hù)傘,，替我們阻擋了殺傷力極強(qiáng)的太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線,。

對(duì)于超級(jí)地球，由于其內(nèi)部巨大的壓強(qiáng),，類似地球的液態(tài)鐵外核就不會(huì)有了,，因此也就不會(huì)有全球的磁場(chǎng)。目前,，我們還不能完全確定,，磁場(chǎng)是否是生命存在的必要條件，如果是,，那超級(jí)地球的陸地上就不會(huì)有高級(jí)生命存在,，要有也只能在深水里，因?yàn)樗部梢宰钃鯊?qiáng)烈的輻射,。

超級(jí)地球雖然沒(méi)有液態(tài)鐵外核,，但依然有與地球類似的、處于熔融狀態(tài)的地幔,。在地球上,，地幔物質(zhì)處于不斷的對(duì)流中，將內(nèi)部的熱量攜帶到外層,。這些熱量一部分是地球形成之初留下的,，另一部分是地幔中放射性元素衰變釋放出來(lái)的。對(duì)于超級(jí)地球,，這兩種熱量的源泉都應(yīng)該存在,，而且,，因?yàn)樗鼈儞碛械姆派湫栽氐慕^對(duì)數(shù)量要超過(guò)地球，所以地幔物質(zhì)的對(duì)流應(yīng)該比地球地幔強(qiáng),。

地幔的最外層是固態(tài)的巖石圈——地殼,。關(guān)于超級(jí)地球的地殼特點(diǎn)，我們?cè)谙鹿?jié)中談,。對(duì)于那些含水不特別豐富的超級(jí)地球,，從里到外也就到此為止了，可是對(duì)于那些含水豐富的超級(jí)地球,，在地殼之外或許還會(huì)形成一個(gè)厚厚的水層——一個(gè)覆蓋全球的海洋,。在海洋深處，還會(huì)發(fā)生一些離奇的事情,。

我們知道,，水有好些“非常”的狀態(tài)：在高壓下,，即使超過(guò)100攝氏度,，水也可以保持液態(tài)；冰在高壓下,，即使溫度遠(yuǎn)高于0攝氏度,，也可以保持固態(tài)。如果在超級(jí)地球上水層很厚,，比如說(shuō)達(dá)到幾百千米深,，那么海底的水可能都以冰的形式存在。因此,，此類超級(jí)地球在地殼之外,，或許還裹著一層冰殼，冰殼之外,，才是水層。而且我們知道,，地球上的海水是因河流長(zhǎng)年把陸上的礦物質(zhì)帶到海里才變咸的,，而那里的巖石圈一開(kāi)始就裹在冰殼里，與水層隔絕,，所以那里的海水應(yīng)該全部是淡水,。

我們前面提到，由于超級(jí)地球中所含的放射性元素絕對(duì)量比地球多,，所以那兒處于熔融狀態(tài)的地幔物質(zhì)對(duì)流要比地球強(qiáng),。在地球上，地幔物質(zhì)的對(duì)流是推動(dòng)地殼板塊漂移的主要?jiǎng)恿?，所以不難想象,，超級(jí)地球上板塊移動(dòng)速度要比地球快,。

這會(huì)造成什么后果呢？讓我們先來(lái)溫習(xí)一下地球板塊的構(gòu)造理論：板塊形成于大洋的中脊,；在那里,，由于板塊下面地幔物質(zhì)的對(duì)流，板塊向兩邊上漂去,；在裂縫處,，新的地殼形成；新生的地殼一開(kāi)始很薄,，在移動(dòng)和冷卻的過(guò)程中不斷變厚,，直至與另一板塊相撞，最終的結(jié)局,，要么被另一板塊抬起來(lái),，要么沉入另一板塊底下，重新熔化成地幔物質(zhì),。

由此可見(jiàn),，新生的板塊移動(dòng)越慢，越有充分的時(shí)間冷卻,，那么它的厚度就越大,。超級(jí)地球的板塊移動(dòng)快，這意味著它的地殼板塊將比地球地殼薄,。板塊越薄,，就越容易變形，于是我們可以得出這么一個(gè)結(jié)論：在超級(jí)地球上,，火山和地震或許會(huì)比地球上更加活躍,。

那這樣一來(lái)，這種地方豈不更不適宜生命的生存了,？且慢下這個(gè)結(jié)論,。的確，在地球上火山或者地震對(duì)于局部地區(qū)的生物生存是不利的,，但從全局來(lái)看,，對(duì)生命未必是件壞事。

還是以地球?yàn)槔?，讓我們把這層意思解釋一下,。在地球上，地質(zhì)活動(dòng)尤其是火山,，會(huì)持續(xù)不斷地把二氧化碳和其他氣體噴入大氣,。我們知道，二氧化碳是一種溫室氣體，能給地球保溫,，不讓它凍成一個(gè)冰球,。但二氧化碳濃度要是只升不降，那地球上的氣溫就會(huì)太熱,，也一樣不適宜生命生存,。所幸二氧化碳易溶于水，溶解在水里的二氧化碳與鈣離子結(jié)合,，就會(huì)生成不溶于水的碳酸鈣,，最終在海底形成沉積物。當(dāng)海洋地殼俯沖回地幔時(shí),，把這些沉積物也帶入了地下,。這些碳在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候又通過(guò)火山活動(dòng)噴發(fā)出來(lái)，回到大氣中,。這就是所謂的“碳循環(huán)”,。碳循環(huán)使得大氣中的二氧化碳含量基本上保持穩(wěn)定。而大氣中二氧化碳含量的穩(wěn)定,，也就意味著氣溫的穩(wěn)定,。這種循環(huán)幫助地球在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十億年的時(shí)間里，把地表溫度維持在液態(tài)水可以存在的溫度范圍內(nèi),。此外,，地質(zhì)活動(dòng)還會(huì)讓其他對(duì)生命非常重要的礦物和氣體循環(huán)，比如說(shuō)硫化氫氣體——在地球上光合作用出現(xiàn)以前,，為生命提供能量的可能就是這種氣體,。

在超級(jí)地球上，比起地球來(lái),，其地殼活動(dòng)更加頻繁,，這意味著那里碳循環(huán)更快，氣溫也更穩(wěn)定,，因此從某種意義上來(lái)說(shuō),，更適宜生命生存。此外,，這些行星具有更大的質(zhì)量,，也就意味著有更大的引力，這有助于保持住大氣和水,。

質(zhì)量大的好處還可以從我們的近鄰火星身上得到反面的啟發(fā)?；鹦且?yàn)橘|(zhì)量太小,，結(jié)果一方面因引力太弱，大氣不斷逃逸；另一方面,，因內(nèi)部所含放射性元素不夠多,，釋放出的熱量太少，從而導(dǎo)致火星表面的地質(zhì)活動(dòng)基本處于停滯狀態(tài),，排不出足夠的氣體來(lái)補(bǔ)充越來(lái)越稀薄的大氣,，由此陷入一個(gè)惡性循環(huán)；其實(shí)只要它的質(zhì)量大一些,，就可以擺脫這個(gè)命運(yùn)的,。

你瞧，利用現(xiàn)有的知識(shí),，不出地球,，科學(xué)家就能推演出遙遠(yuǎn)行星如許多的細(xì)節(jié)。我們還想借此說(shuō)明,，雖然我們提倡“想象力比知識(shí)更重要”,，但這個(gè)“想象”絕不是天馬行空、脫離基本常識(shí)的胡思亂想,，而必須是建立在事實(shí)和已有知識(shí)基礎(chǔ)之上的,、合理的想象。在這方面,，科學(xué)家關(guān)于超級(jí)地球的想象,，為我們提供了絕好的范例。