华盛顿大学最新模拟显示，即使没有生命参与气候调节，无生命地球也能依靠碳硅循环维持45亿年以上的宜居表面与液态水。
我们生活在地球上，但如果生命从一开始就从未出现过，这座行星会变成什么模样？华盛顿大学的天体生物学家Samantha Gilbert-Janizek带领研究团队，在《行星科学杂志》上发表了一项新研究。他们利用计算机模拟了一颗没有生命的虚拟地球，试图解答一个长久以来困扰科学界的问题：类地行星要想在数十亿年的漫长岁月里保持宜居状态，是否必须有生命的参与？
这一研究直接探索了盖亚假说的核心观点。盖亚假说认为，地球上的生命与物理环境之间存在着密切的相互作用，生命通过调控环境促进了行星的自我平衡，从而维持了适合生存的世界。为了验证这一点，研究人员将时间拨回地球形成之初，构建了一个包含地核、地幔、地壳、大气、海洋以及太阳辐射在内的复杂物理模型，但唯独剔除了所有的生命形式。
在这个模拟系统中，研究团队追踪了19个关键的行星属性，包括地热流量、海洋化学成分和表面温度等，模拟了从地球诞生到未来5亿年间，整整50亿年的行星演化历程。这项模拟不仅是对无生命地球的假想探索，更对寻找太阳系外宜居行星具有现实意义。在观测遥远系外行星的大气与化学特征时，科学家需要分辨哪些现象是由生命活动引起的，哪些仅仅是无生命行星对有生命状态的模拟。
模拟结果令人意外。在长达45亿年以上的演化过程中，缺乏生命似乎并没有从根本上改变地球的宜居命运。最显著的区别在于大气中缺乏氧气，因为没有植物和微生物进行光合作用。但在天文宜居性的定义中，关键在于行星表面能否维持液态水。模拟显示，这颗没有生命的地球依然拥有与现实地球相当的液态水。
没有生命作为气候调节者，地球是如何做到这一点的？研究表明，关键在于无生命过程中的碳酸盐硅酸盐循环。由硅酸盐风化、火山气体喷发和海洋化学共同作用构成的系统，提供了一个强大的负反馈机制。在过去45亿年中，尽管太阳的光度增加了大约30%，这套无生命机制依然将大气中的二氧化碳浓度和表面温度控制在宜居范围内。
虽然这项研究并未否定盖亚假说，研究人员也承认在板块构造、大气化学和气候调节模型中做了一些简化处理，但这表明生命与行星的宜居性之间可能存在一定程度的解耦。即使没有生命的辅助，岩石行星依然可以通过纯粹的地质和化学过程，保持长期的宜居状态。
原文：https://www.sciencealert.com/scientists-simulated-what-earth-would-be-like-if-life-never-existed