超级地球内部运动迟缓阻碍生命形成

根据物理学家组织网络9月26日(北京时间)的一份报告，据估计，仅在银河系的恒星中，太阳系外就可能有数十亿个“超级地球”，其质量是地球的10倍。在9月26日举行的欧洲行星科学会议上，来自麻省理工学院的科学家报告了他们对岩石超级地球热演化的研究，认为它的内部活动太慢，无法支持生命的表面形成。

“在我们发现的围绕遥远恒星运行的行星中，它们的成分与地球相似，但质量更大。这些岩石超级地球是否有厚厚的大气层、火山活动、磁场或像地球一样的板块构造，是判断它们的表面是否能支持生命的关键。”麻省理工学院的研究员弗拉德·斯塔尔·曼科维奇说。

研究小组发现地幔岩石的粘度和熔化温度与压力密切相关。在巨大的超级地球中，压力是地球的几十倍，这将使岩石的粘度和熔点变大，并对行星的可居住性带来负面影响。

根据计算，超级地球可能不像地球那样分为金属核心层和岩石地幔层。斯塔尔·曼科维奇说:“地核的形成时间在很大程度上取决于内部粘度。根据我们的计算，超地球中的岩石具有高熔点和高粘度，这表明它们的核心形成缓慢或根本不形成。超级地球可能无法产生磁场。”即使超级地球已经分裂，研究表明它的内部对流可能非常缓慢，或者在地幔深处形成一个停滞层，有效地阻止了核心热量的流出。这个初始条件决定了热传递的主要形式是传导，这将降低核心的冷却速度，并进一步抑制行星的活动。

研究小组还发现，随着行星质量的增加，板块构造倾向于下降，但是岩石圈水可以很容易地缓冲这些影响。板块构造在超级地球上并不是不可避免的，它取决于一系列未知因素，这些因素在不久的将来在这些系外行星上是看不到的。

科学家认为，地球分化和随后火山爆发释放的气体在早期形成了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和产生的熔岩量通常随着行星质量的增加而减少，而粘度随着行星质量的增加而急剧下降。这也将限制超级地球上火山活动的持续时间。

“我们的研究表明了理解行星热演化的重要性，并表明超级地球比我们预期的更加多样化。只有通过超地球大气层的高压实验和光谱分析收集更多的数据，我们才能完全回答这个问题。”斯塔尔·曼科维奇说，在超级地球上生活的可能性仍然充满不确定性。