对理解的热情

Mass Extinctions and Faunal Turnovers

大规模灭绝与动物群更替

如二叠纪-三叠纪和三叠纪-侏罗纪边界等事件重置了生命的轨迹 1. 大灭绝的作用 在地球46亿年的历史中,生命经历了多次大灭绝危机,在相对短的地质时间内,大量全球物种消失。这些事件: 消除优势类群,开放生态位。 触发幸存者的快速进化辐射。 重新定义陆地和海洋生物群的组成。 虽然“背景灭绝”持续发生(基线物种更替率),但大灭绝远高于正常水平,在化石记录中留下全球性的痕迹。在被认可的“五大”事件中,二叠纪-三叠纪是最具灾难性的,而三叠纪-侏罗纪过渡也引发了显著的生物群更替。它们共同展示了地球历史中深刻生态动荡的间歇。 2. 二叠纪-三叠纪(P–Tr)灭绝(约2.52亿年前) 2.1 危机的规模 发生在二叠纪末期的二叠纪-三叠纪(P–Tr)大灭绝,有时被称为“大灭绝”,被认为是已知最大的灭绝事件: 海洋:约90–96%的海洋物种消失,包括主要的无脊椎动物群如三叶虫、皱纹珊瑚和许多腕足动物。 陆地:约70%的陆生脊椎动物物种消失;植物也经历了大规模死亡。 没有其他灭绝事件达到如此严重的程度,有效地重置了古生代生态系统,为中生代铺平了道路。 2.2 可能的原因 多种因素可能共同作用,尽管具体的相对贡献仍有争议: 西伯利亚陷阱火山活动:西伯利亚的大规模洪流玄武岩喷发释放了大量的CO2、SO2、卤素和气溶胶,推动全球变暖、海洋酸化,可能还导致臭氧消耗。 甲烷水合物释放:海洋变暖可能使甲烷水合物不稳定,导致额外的温室效应。 缺氧海洋:深水停滞,结合更高的温度和改变的环流,导致广泛的海洋缺氧或硫化氢存在的厌氧环境。 影响?:与例如白垩纪-古近纪相比,缺乏重大撞击的确凿证据。一些人提出了小型天体事件,但火山活动和气候变化仍是主要嫌疑[1],[2]。 2.3 后果:主龙类崛起与三叠纪恢复 灭绝之后,群落必须从极低的多样性中重建。传统的古生代谱系(一些合弓类“类哺乳爬行动物”)被大幅削减,使得主龙类爬行动物(进化出恐龙、翼龙、鳄鱼类)在三叠纪获得主导地位。海洋环境出现了新谱系(如鱼龙及其他海洋爬行动物)和珊瑚礁建造生物的重组。这种“重置”在化石群落的突然更替中生动体现,连接了古生代与中生代的过渡。 3. 三叠纪–侏罗纪(T–J)灭绝(约2.01亿年前) 3.1 规模及受影响群体...

大规模灭绝与动物群更替

如二叠纪-三叠纪和三叠纪-侏罗纪边界等事件重置了生命的轨迹 1. 大灭绝的作用 在地球46亿年的历史中,生命经历了多次大灭绝危机,在相对短的地质时间内,大量全球物种消失。这些事件: 消除优势类群,开放生态位。 触发幸存者的快速进化辐射。 重新定义陆地和海洋生物群的组成。 虽然“背景灭绝”持续发生(基线物种更替率),但大灭绝远高于正常水平,在化石记录中留下全球性的痕迹。在被认可的“五大”事件中,二叠纪-三叠纪是最具灾难性的,而三叠纪-侏罗纪过渡也引发了显著的生物群更替。它们共同展示了地球历史中深刻生态动荡的间歇。 2. 二叠纪-三叠纪(P–Tr)灭绝(约2.52亿年前) 2.1 危机的规模 发生在二叠纪末期的二叠纪-三叠纪(P–Tr)大灭绝,有时被称为“大灭绝”,被认为是已知最大的灭绝事件: 海洋:约90–96%的海洋物种消失,包括主要的无脊椎动物群如三叶虫、皱纹珊瑚和许多腕足动物。 陆地:约70%的陆生脊椎动物物种消失;植物也经历了大规模死亡。 没有其他灭绝事件达到如此严重的程度,有效地重置了古生代生态系统,为中生代铺平了道路。 2.2 可能的原因 多种因素可能共同作用,尽管具体的相对贡献仍有争议: 西伯利亚陷阱火山活动:西伯利亚的大规模洪流玄武岩喷发释放了大量的CO2、SO2、卤素和气溶胶,推动全球变暖、海洋酸化,可能还导致臭氧消耗。 甲烷水合物释放:海洋变暖可能使甲烷水合物不稳定,导致额外的温室效应。 缺氧海洋:深水停滞,结合更高的温度和改变的环流,导致广泛的海洋缺氧或硫化氢存在的厌氧环境。 影响?:与例如白垩纪-古近纪相比,缺乏重大撞击的确凿证据。一些人提出了小型天体事件,但火山活动和气候变化仍是主要嫌疑[1],[2]。 2.3 后果:主龙类崛起与三叠纪恢复 灭绝之后,群落必须从极低的多样性中重建。传统的古生代谱系(一些合弓类“类哺乳爬行动物”)被大幅削减,使得主龙类爬行动物(进化出恐龙、翼龙、鳄鱼类)在三叠纪获得主导地位。海洋环境出现了新谱系(如鱼龙及其他海洋爬行动物)和珊瑚礁建造生物的重组。这种“重置”在化石群落的突然更替中生动体现,连接了古生代与中生代的过渡。 3. 三叠纪–侏罗纪(T–J)灭绝(约2.01亿年前) 3.1 规模及受影响群体...

The Age of Reptiles: Dinosaurs and Marine Reptiles

爬行动物时代:恐龙与海洋爬行动物

恐龙、翼龙和巨型海洋爬行动物的中生代统治 中生代世界 跨越约1.86亿年(从约2.52亿年前到6600万年前),中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个时期。在此期间,爬行动物(尤其是恐龙)作为最显著的大型脊椎动物,统治着陆地、海洋和天空: 恐龙在多样的陆地生态系统中繁盛。 翼龙(飞行的主龙类)统治了天空。 像鱼龙、蛇颈龙和沧龙这样的海洋爬行动物主宰了海洋。 这一时代紧随二叠纪-三叠纪大灭绝之后,这是地球历史上最具毁灭性的灭绝事件。中生代以另一场灾难性打击结束——白垩纪-古近纪(K–Pg)灭绝(约6600万年前),这场灭绝终结了非鸟类恐龙和许多海洋爬行动物,但为哺乳动物和鸟类留下了进化的空隙。在这个“爬行动物时代”,我们见证了主龙类进化的最终辉煌形态,揭示了它们如何进化、多样化并最终消亡。 2. 三叠纪的开端:在最大灭绝之后 2.1 二叠纪后恢复与早期主龙类的崛起 二叠纪-三叠纪(P–Tr)灭绝(约2.52亿年前)消灭了约70%的陆地物种和约90%的海洋物种,极大地重塑了地球的生物圈。在三叠纪早期,幸存者——尤其是早期的主龙类——迅速多样化,填补了空缺的生态位: 主龙形类:这一更广泛的群体包括鳄鱼、翼龙和恐龙的祖先。 合弓类(曾主导晚古生代)多样性大幅减少,使得主龙类得以在许多生态系统中成为顶级捕食者和大型草食动物。 2.2 最早的恐龙出现 在晚三叠纪(约2.3亿–2.2亿年前),最早的真正恐龙出现。阿根廷(如始盗龙、赫雷拉龙)和巴西的化石发现,以及稍晚出现于北美的形式(细颚龙)显示出小型、双足、轻盈的形态。恐龙的关键特征包括直立姿势(四肢收于身体下方)和特殊的髋部、踝部及肩部结构,使它们比爬行类更灵活高效。在数千万年内,这些初生恐龙分化为两个主要分支: 蜥臀目:“蜥臀”,包括兽脚亚目(双足食肉动物)和蜥脚形类(草食动物,进化为巨型蜥脚类)。 鸟臀目:“鸟臀”,包括各种草食动物(鸟脚类、盾甲类如剑龙和甲龙、中生代晚期的角龙) [1],[2]。 2.3 三叠纪海洋爬行动物 在海洋中,新的海洋爬行动物谱系取代了古生代的形态: 鱼龙:海豚形捕食者,专门适应开阔水域狩猎。 诺托龙演化为厚鳍龙,最终发展为蛇颈龙:桨状肢体,生活于近岸到公海的形态。 这些群体展示了在二叠纪-三叠纪灭绝后迅速且反复的适应性辐射模式,利用了从浅海沿岸到深海的海洋生态位。 3. 侏罗纪:恐龙繁盛,翼龙翱翔 3.1 恐龙在陆地上的崛起...

爬行动物时代:恐龙与海洋爬行动物

恐龙、翼龙和巨型海洋爬行动物的中生代统治 中生代世界 跨越约1.86亿年(从约2.52亿年前到6600万年前),中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个时期。在此期间,爬行动物(尤其是恐龙)作为最显著的大型脊椎动物,统治着陆地、海洋和天空: 恐龙在多样的陆地生态系统中繁盛。 翼龙(飞行的主龙类)统治了天空。 像鱼龙、蛇颈龙和沧龙这样的海洋爬行动物主宰了海洋。 这一时代紧随二叠纪-三叠纪大灭绝之后,这是地球历史上最具毁灭性的灭绝事件。中生代以另一场灾难性打击结束——白垩纪-古近纪(K–Pg)灭绝(约6600万年前),这场灭绝终结了非鸟类恐龙和许多海洋爬行动物,但为哺乳动物和鸟类留下了进化的空隙。在这个“爬行动物时代”,我们见证了主龙类进化的最终辉煌形态,揭示了它们如何进化、多样化并最终消亡。 2. 三叠纪的开端:在最大灭绝之后 2.1 二叠纪后恢复与早期主龙类的崛起 二叠纪-三叠纪(P–Tr)灭绝(约2.52亿年前)消灭了约70%的陆地物种和约90%的海洋物种,极大地重塑了地球的生物圈。在三叠纪早期,幸存者——尤其是早期的主龙类——迅速多样化,填补了空缺的生态位: 主龙形类:这一更广泛的群体包括鳄鱼、翼龙和恐龙的祖先。 合弓类(曾主导晚古生代)多样性大幅减少,使得主龙类得以在许多生态系统中成为顶级捕食者和大型草食动物。 2.2 最早的恐龙出现 在晚三叠纪(约2.3亿–2.2亿年前),最早的真正恐龙出现。阿根廷(如始盗龙、赫雷拉龙)和巴西的化石发现,以及稍晚出现于北美的形式(细颚龙)显示出小型、双足、轻盈的形态。恐龙的关键特征包括直立姿势(四肢收于身体下方)和特殊的髋部、踝部及肩部结构,使它们比爬行类更灵活高效。在数千万年内,这些初生恐龙分化为两个主要分支: 蜥臀目:“蜥臀”,包括兽脚亚目(双足食肉动物)和蜥脚形类(草食动物,进化为巨型蜥脚类)。 鸟臀目:“鸟臀”,包括各种草食动物(鸟脚类、盾甲类如剑龙和甲龙、中生代晚期的角龙) [1],[2]。 2.3 三叠纪海洋爬行动物 在海洋中,新的海洋爬行动物谱系取代了古生代的形态: 鱼龙:海豚形捕食者,专门适应开阔水域狩猎。 诺托龙演化为厚鳍龙,最终发展为蛇颈龙:桨状肢体,生活于近岸到公海的形态。 这些群体展示了在二叠纪-三叠纪灭绝后迅速且反复的适应性辐射模式,利用了从浅海沿岸到深海的海洋生态位。 3. 侏罗纪:恐龙繁盛,翼龙翱翔 3.1 恐龙在陆地上的崛起...

Devonian to Carboniferous: Early Forests and Amphibians

泥盆纪至石炭纪:早期森林与两栖动物

森林兴起、氧气激增以及脊椎动物进化出四肢和肺以利用陆地 一个转型中的世界 晚古生代经历了地球生物圈和气候的剧烈变化。在被称为“鱼类时代”的泥盆纪(419–359百万年前),海洋中充满了有颌鱼类和珊瑚礁,而陆生植物则迅速从小型简单形态扩展到高耸的树木。到了随后的石炭纪(359–299百万年前),茂密的煤炭形成森林和丰富的氧气成为地球特征,陆地景观不仅有植物,还有早期两栖动物和体型巨大的节肢动物。这些转变为现代陆地生态系统奠定了关键基础,强调了生物创新和环境反馈如何重塑地球表面。 2. 泥盆纪背景:植物入侵陆地 2.1 早期维管植物与原始森林 在早泥盆纪,陆地被小型维管植物(如Rhyniophytes,Zosterophylls)殖民。进入中晚泥盆纪,更大更复杂的植物进化出来,如常被认为是最早真正“树木”之一的Archaeopteris。Archaeopteris结合了木质树干和宽阔扁平的附属物(原始叶片)。到晚泥盆纪,这些树木形成了最早的真正森林,有时高达10米以上,深刻改变了土壤稳定性、碳循环和气候[1],[2]。 2.2 土壤形成与大气变化 随着植物根系穿透岩石并积累有机碎屑,真正的土壤(古土壤)形成,增强了硅酸盐的风化,降低了大气中的CO2含量,并储存有机碳。这种陆地生产力的转变可能促成了大气中CO2水平的下降,促进了全球变冷。与此同时,光合作用的增强帮助逐渐提高了氧气水平。虽然不如石炭纪那样剧烈,但泥盆纪的这些变化为后来的氧气激增奠定了基础。 2.3 海洋灭绝与地质危机 泥盆纪还以多次灭绝脉冲著称,包括晚泥盆纪灭绝(约372–359百万年前)。陆生植物的扩展、海洋化学的变化和气候波动可能触发或加剧了这些灭绝事件。造礁珊瑚和一些鱼类谱系遭受重创,重塑了海洋群落,但也打开了进化生态位。 3. 第一批四足动物:鱼类登陆 3.1 从鳍到肢 到晚泥盆纪,一些肉鳍鱼(Sarcopterygii)发展出更强壮的、有叶状的胸鳍和盆鳍,内部骨骼坚固。经典过渡形态如Eusthenopteron、Tiktaalik和Acanthostega展示了四肢带指状结构如何逐渐从鳍结构中演化而来,栖息于浅水或沼泽环境。这些原始四足动物可能利用近岸或三角洲栖息地,连接水生运动与最初的陆地移动。 3.2 侵入陆地的原因 鱼类向四足动物转变的假说包括: 避敌/生态位扩展:浅水或短暂水池促使适应。 食物资源:新兴的陆生植物和节肢动物提供了新的觅食机会。 氧气限制:温暖的泥盆纪水域可能缺氧,使浅水或近水面呼吸更有利。 到泥盆纪末期,真正的“类两栖”四足动物拥有四肢承重和用于空气呼吸的肺,尽管许多可能仍依赖水生繁殖。 4. 进入石炭纪:森林与煤的时代 4.1 石炭纪气候与煤沼泽...

泥盆纪至石炭纪:早期森林与两栖动物

森林兴起、氧气激增以及脊椎动物进化出四肢和肺以利用陆地 一个转型中的世界 晚古生代经历了地球生物圈和气候的剧烈变化。在被称为“鱼类时代”的泥盆纪(419–359百万年前),海洋中充满了有颌鱼类和珊瑚礁,而陆生植物则迅速从小型简单形态扩展到高耸的树木。到了随后的石炭纪(359–299百万年前),茂密的煤炭形成森林和丰富的氧气成为地球特征,陆地景观不仅有植物,还有早期两栖动物和体型巨大的节肢动物。这些转变为现代陆地生态系统奠定了关键基础,强调了生物创新和环境反馈如何重塑地球表面。 2. 泥盆纪背景:植物入侵陆地 2.1 早期维管植物与原始森林 在早泥盆纪,陆地被小型维管植物(如Rhyniophytes,Zosterophylls)殖民。进入中晚泥盆纪,更大更复杂的植物进化出来,如常被认为是最早真正“树木”之一的Archaeopteris。Archaeopteris结合了木质树干和宽阔扁平的附属物(原始叶片)。到晚泥盆纪,这些树木形成了最早的真正森林,有时高达10米以上,深刻改变了土壤稳定性、碳循环和气候[1],[2]。 2.2 土壤形成与大气变化 随着植物根系穿透岩石并积累有机碎屑,真正的土壤(古土壤)形成,增强了硅酸盐的风化,降低了大气中的CO2含量,并储存有机碳。这种陆地生产力的转变可能促成了大气中CO2水平的下降,促进了全球变冷。与此同时,光合作用的增强帮助逐渐提高了氧气水平。虽然不如石炭纪那样剧烈,但泥盆纪的这些变化为后来的氧气激增奠定了基础。 2.3 海洋灭绝与地质危机 泥盆纪还以多次灭绝脉冲著称,包括晚泥盆纪灭绝(约372–359百万年前)。陆生植物的扩展、海洋化学的变化和气候波动可能触发或加剧了这些灭绝事件。造礁珊瑚和一些鱼类谱系遭受重创,重塑了海洋群落,但也打开了进化生态位。 3. 第一批四足动物:鱼类登陆 3.1 从鳍到肢 到晚泥盆纪,一些肉鳍鱼(Sarcopterygii)发展出更强壮的、有叶状的胸鳍和盆鳍,内部骨骼坚固。经典过渡形态如Eusthenopteron、Tiktaalik和Acanthostega展示了四肢带指状结构如何逐渐从鳍结构中演化而来,栖息于浅水或沼泽环境。这些原始四足动物可能利用近岸或三角洲栖息地,连接水生运动与最初的陆地移动。 3.2 侵入陆地的原因 鱼类向四足动物转变的假说包括: 避敌/生态位扩展:浅水或短暂水池促使适应。 食物资源:新兴的陆生植物和节肢动物提供了新的觅食机会。 氧气限制:温暖的泥盆纪水域可能缺氧,使浅水或近水面呼吸更有利。 到泥盆纪末期,真正的“类两栖”四足动物拥有四肢承重和用于空气呼吸的肺,尽管许多可能仍依赖水生繁殖。 4. 进入石炭纪:森林与煤的时代 4.1 石炭纪气候与煤沼泽...

The Early Earth and the Origin of Life

早期地球和生命的起源

这 地球最早的历史故事 是一个非凡的变化:从一个混乱的、熔融的尘埃和行星的集合体,到一个能够滋养生命的行星。 复杂的生活在最初的几亿年里,地球从被残留碎片无情轰炸的状态转变为拥有丰富的海洋和大气层的稳定环境,最终形成了引发 生活每一步都塑造了我们星球的内部结构、表面条件和生物创新能力。 主题六:早期地球与生命起源 本书将开启一段跨越亿万年的地质和生物学之旅,揭示地球如何形成、分化,并孕育出最早的微生物。从孕育月球的碰撞,到古代微生物留下的微化石,这些事件为理解生命的韧性以及促成进化的行星过程提供了至关重要的见解。以下是每个核心主题的简要概述: 1. 地球的增生与分化 从 行星 在原行星盘中 原始地球 无数次碰撞最终形成了一个熔融的世界,密度较高的金属下沉形成地核,而密度较低的硅酸盐则浮上来,形成了地幔和地壳。这一过程确立了地球的分层结构,为构造运动、火山活动和磁场保护奠定了基础——这些都是宜居性的关键行星特征。 2. 月球的形成:大撞击假说 火星大小的天体,通常被称为 忒伊亚,据信撞击了新生的地球,喷出的物质凝聚成 月亮这次剧烈事件影响了地球的自转和倾斜,并可能稳定了地球的气候。地球岩石和月球样本之间的同位素相似性,以及对年轻行星周围碎片盘的建模,都支持了巨型撞击假说。 3. 冥古代:强烈撞击和火山活动 冥古代(约 46 亿至 40 亿年前)是 极端 当时的条件极其恶劣——小行星/彗星的持续轰击、频繁的火山喷发,以及最初被岩浆覆盖或部分熔融的地表。尽管开端条件恶劣,但这个时代最终奠定了早期地壳和海洋的基础,预示着生命存在的可能性。 4. 早期大气和海洋的发展...

早期地球和生命的起源

这 地球最早的历史故事 是一个非凡的变化:从一个混乱的、熔融的尘埃和行星的集合体,到一个能够滋养生命的行星。 复杂的生活在最初的几亿年里,地球从被残留碎片无情轰炸的状态转变为拥有丰富的海洋和大气层的稳定环境,最终形成了引发 生活每一步都塑造了我们星球的内部结构、表面条件和生物创新能力。 主题六:早期地球与生命起源 本书将开启一段跨越亿万年的地质和生物学之旅,揭示地球如何形成、分化,并孕育出最早的微生物。从孕育月球的碰撞,到古代微生物留下的微化石,这些事件为理解生命的韧性以及促成进化的行星过程提供了至关重要的见解。以下是每个核心主题的简要概述: 1. 地球的增生与分化 从 行星 在原行星盘中 原始地球 无数次碰撞最终形成了一个熔融的世界,密度较高的金属下沉形成地核,而密度较低的硅酸盐则浮上来,形成了地幔和地壳。这一过程确立了地球的分层结构,为构造运动、火山活动和磁场保护奠定了基础——这些都是宜居性的关键行星特征。 2. 月球的形成:大撞击假说 火星大小的天体,通常被称为 忒伊亚,据信撞击了新生的地球,喷出的物质凝聚成 月亮这次剧烈事件影响了地球的自转和倾斜,并可能稳定了地球的气候。地球岩石和月球样本之间的同位素相似性,以及对年轻行星周围碎片盘的建模,都支持了巨型撞击假说。 3. 冥古代:强烈撞击和火山活动 冥古代(约 46 亿至 40 亿年前)是 极端 当时的条件极其恶劣——小行星/彗星的持续轰击、频繁的火山喷发,以及最初被岩浆覆盖或部分熔融的地表。尽管开端条件恶劣,但这个时代最终奠定了早期地壳和海洋的基础,预示着生命存在的可能性。 4. 早期大气和海洋的发展...

Future Research in Planetary Science

行星科学的未来研究

行星科学 依靠协同作用 太空任务, 观测天文学, 和 理论建模每一次新的探索浪潮——无论是航天器探访未探索的矮行星,还是先进望远镜对系外行星大气进行成像——都会产生数据,迫使我们改进旧理论并提出新理论。随着技术的进步,机遇也在不断涌现: 深空探测器 可以研究遥远的行星、冰卫星或太阳系的最外层区域,从而获得直接的化学和地球物理见解。 巨型望远镜 下一代太空观测站将推动系外行星的探测和表征,目标是大气生物特征。 高性能计算 精细的数值模型整合了所有这些数据,重建了整个行星的形成路径和演化弧。 本文概述了未来十年及以后可能定义行星科学的一些高影响力任务、仪器和理论前沿。 2. 即将进行和正在进行的太空任务 2.1 内太阳系目标 VERITAS 和 DAVINCI+:NASA 新选定的任务 金星重点关注高分辨率表面测绘(VERITAS)和大气下降探测器(DAVINCI+)。旨在阐明金星的地质历史、近地表成分以及可能存在的古代海洋或宜居窗口。 贝皮科伦坡:目前正在前往 汞;最终轨道进入2020年代中期将产生水星表面成分、磁场和外逸层的详细地图。了解水星在如此靠近太阳的地方是如何形成的,可以阐明极端条件下的盘面过程。 2.2 外太阳系和冰卫星 JUICE(木星冰卫星探测器):欧空局领导的研究任务 木卫三、木卫二、木卫四,探索地下海洋、地质和潜在的宜居性。该探测器于2023年发射,2031年抵达木星。 欧罗巴快船:NASA 的专门任务是...

行星科学的未来研究

行星科学 依靠协同作用 太空任务, 观测天文学, 和 理论建模每一次新的探索浪潮——无论是航天器探访未探索的矮行星,还是先进望远镜对系外行星大气进行成像——都会产生数据,迫使我们改进旧理论并提出新理论。随着技术的进步,机遇也在不断涌现: 深空探测器 可以研究遥远的行星、冰卫星或太阳系的最外层区域,从而获得直接的化学和地球物理见解。 巨型望远镜 下一代太空观测站将推动系外行星的探测和表征,目标是大气生物特征。 高性能计算 精细的数值模型整合了所有这些数据,重建了整个行星的形成路径和演化弧。 本文概述了未来十年及以后可能定义行星科学的一些高影响力任务、仪器和理论前沿。 2. 即将进行和正在进行的太空任务 2.1 内太阳系目标 VERITAS 和 DAVINCI+:NASA 新选定的任务 金星重点关注高分辨率表面测绘(VERITAS)和大气下降探测器(DAVINCI+)。旨在阐明金星的地质历史、近地表成分以及可能存在的古代海洋或宜居窗口。 贝皮科伦坡:目前正在前往 汞;最终轨道进入2020年代中期将产生水星表面成分、磁场和外逸层的详细地图。了解水星在如此靠近太阳的地方是如何形成的,可以阐明极端条件下的盘面过程。 2.2 外太阳系和冰卫星 JUICE(木星冰卫星探测器):欧空局领导的研究任务 木卫三、木卫二、木卫四,探索地下海洋、地质和潜在的宜居性。该探测器于2023年发射,2031年抵达木星。 欧罗巴快船:NASA 的专门任务是...

The Habitable Zone Concept

宜居区概念

温度允许液态水存在的区域,引导寻找支持生命的行星 1. 水与宜居性 纵观历史 天体生物学, 液态水 一直是我们所知生命存在的核心标准。在地球上,每个生物圈生态位都需要液态水。因此,行星科学家通常专注于寻找恒星通量既不太高(温室效应导致水分流失的风险)也不太低(造成永久性冰盖的风险)的轨道。这个理论带被称为 宜居带 (HZ)。然而,HZ 并不能保证生命的存在——其他行星和恒星因素(e.g、大气成分、行星磁场、构造)也必须相互配合。尽管如此,作为第一个过滤器,HZ概念识别出最 有前途 轨道以进一步探索宜居性。 2. 宜居带的早期定义 2.1 经典的Kasting模型 现代 HZ 概念源自 多尔(1964) 后来经过改进 Kasting、Whitmire和Reynolds (1993),他认为: 太阳辐射:恒星的光度决定了远处行星的辐射通量 d 收到。 水和二氧化碳2 反馈:行星气候取决于温室效应(主要来自二氧化碳2 和 H2哦)。...

宜居区概念

温度允许液态水存在的区域,引导寻找支持生命的行星 1. 水与宜居性 纵观历史 天体生物学, 液态水 一直是我们所知生命存在的核心标准。在地球上,每个生物圈生态位都需要液态水。因此,行星科学家通常专注于寻找恒星通量既不太高(温室效应导致水分流失的风险)也不太低(造成永久性冰盖的风险)的轨道。这个理论带被称为 宜居带 (HZ)。然而,HZ 并不能保证生命的存在——其他行星和恒星因素(e.g、大气成分、行星磁场、构造)也必须相互配合。尽管如此,作为第一个过滤器,HZ概念识别出最 有前途 轨道以进一步探索宜居性。 2. 宜居带的早期定义 2.1 经典的Kasting模型 现代 HZ 概念源自 多尔(1964) 后来经过改进 Kasting、Whitmire和Reynolds (1993),他认为: 太阳辐射:恒星的光度决定了远处行星的辐射通量 d 收到。 水和二氧化碳2 反馈:行星气候取决于温室效应(主要来自二氧化碳2 和 H2哦)。...