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数十亿年前，地球开启了一项东谈主类迄今尚未在其他星球见过的当然历程。这一历程不仅塑造出全新地貌，还透彻重构了地球名义的碳轮回，使得咱们的星球家园在数十亿年间保握仁和宜居。
这个当然历程就是板块构造。科学家认为，地球握续地对其岩石外壳板块进行归拢、重塑，除了造迅速球的宜居性，以致还可能是生命出现和发展的一项不行或缺的先决条目——如若莫得板块构造，湖泊河流可能早已冻结或挥发，海洋可能痛楚营养物资，地球景象很可能早已偏离宜居轨谈，生命或者无法发展到今天这么的进度。
尽管至少在表面上如斯，但由于痛楚参照物，咱们难以确知板块构造对地球方兴未艾的生态是否至关进攻。当今尚未发现其他行星存在板块构造：在太阳系4颗岩质行星中，只须地球以这种形状轮回利用地壳，而太阳系外也未不雅测到可信凭据。
连年来，借助詹姆斯·韦伯天外千里镜，科学家初始探索太阳系外岩质行星的地质特征——要发现有在板块构造的行星难度极大，但若能顺利，这将成为解开地球生命发源之谜、在寰宇中寻找生命踪迹的一大环节。
板块构造是地球的“生命守护系统”
英国牛津大学的托比亚斯·迈尔指出，尽管其他星球上的生命可能无需板块构造也能生计，但不错详情的是，板块构造显耀种植了地球生命衍生的可能性。在他看来，若将地球比作天外飞船，板块构造即是其生命守护系统：既是轮回再生安设，亦然恒温调养器。
板块构造论神志了地球的岩石外壳怎么翻脸成拼图般的板块，在黏稠如糖浆的地幔上漂移——在地幔高温物资朝上涌出、板块互相分辨的区域，裂谷沿线的火山喷发熔岩，形成新陆地；当板块发生碰撞时，其中一块可能滑入另一块下方，将低温高密度的物资推入地幔。
海洋生物依赖从大陆搬运入海的营养而荣华，而海洋生物的繁荣又将营养回馈到陆地。有科学家认为，如若不是板块构造构建大陆地壳，并不停抬升新山脉，跟着陆地日益平坦，侵蚀作用将减缓，会导致海洋环节营养的缺少。
更甚者，若无板块构造，地球可能根柢不存在液态水。板块构造掌控着地球的“自然恒温器”，即碳酸盐—硅酸盐轮回。这是一个历经数百万年的轮回：大气中的二氧化碳同水及新炫夸的岩石发生响应，被纠合到岩石中，最终通过板块构造被吞入地幔，随后又被火山从头喷发出来——这一历程对调养大气中的二氧化碳含量至关进攻，也由此影响地表的气温均衡。
碳酸盐—硅酸盐轮回一直在为地球兜底。它在历史长河中屡次挽救地球免于景象祸害，包括至少两次“冰室地球”事件（全球透彻冰封）和屡次温室期（险些毕命通盘生命）。若东谈主为形成的景象变化最终酿成祸害，或者在尔后数百万年间，地球景象还将靠这个轮回进行自我建树。
那么，其他星球也会存在雷同的生命守护系统吗？如若板块构造历程关于地球形成宜居环境至关进攻，那么它可能关于其他星球的环境塑造也具有进攻酷好。不外，除非咱们能够在地球以外的行星上也找到雷同的踪迹并加以商议，不然就无法知谈简直谜底。“仅凭商议地球，咱们或者永恒无法解析地球板块构造的发源。”好意思国加州大学河边分校的科尔比·奥斯特伯格认为，这恰是系生手星商议极具价值的原因。
寻找具有板块构造的行星，将濒临与探伤外星生命同等艰难的挑战，以致更为穷困。尽管历经数十年商议，生命发源与板块构造形成之谜仍未找到一锤定音的谜底。加拿大蒙特利尔大学的比约恩·本内克说，这是因为地质历程的记号物通常比生命迹象更微辞。
首颗系外“板块行星”参预科学家视线
就当今所知，地球板块的渐渐翻滚领路，或者与覆盖其上的脆弱生物上层同样独有，以致号称唯独无二。但或又并非如斯。正如寻找外星生命同样，寻找具有板块构造的真实类地行星亦然一场漫长的征途，需要将来几代千里镜的握续探伤和几代商议者的不懈接力。
非论怎么，这场探索之旅终于出发了。以前三年多，詹姆斯·韦伯天外千里镜初始以前所未有的精致度揭示少数岩质行星的奥秘。借助新工夫与新取得的数据，科学家们正勇敢踏入全新范围——系生手星地质学。
视力投向太阳系外，首颗可能揭示板块构造特征的行星或者是LHS 3844 b，这颗行星围绕着一颗距离地球约49光年的阴霾小恒星运行。好意思国马萨诸塞州哈佛-史密松天体物理中心的塞巴斯蒂安·王人巴携带的团队，正在商议这颗系生手星的岩质料表。“能找到这么的一颗行星实在太酷了，尤其这些行星距离地球如斯远方。”他表露我方“实在太抖擞了”。
这颗岩质行星发现于2018年，略大于地球，却紧贴恒星运行，其公转周期仅为12小时，这种轨谈使行星形成固定潮汐。而它一半永恒面向恒星，另一半则“永暗无天日”，这导致其日夜半球温差高达770℃。
对地球东谈主来说，这种环境真的如同真金不怕火狱。但迈尔指出，此类行星在星河系中似乎尽头无数。与围绕类日恒星运行的类地行星不同，这类“超短周期”的系生手星（即轨谈运行极快的行星），因其相对亮堂，且不雅测时间经常经过恒星前线，因此成为詹姆斯·韦伯天外千里镜的设想不雅测计算。
迈尔独特想探究它们是否可能存在板块构造，其构造又可能会呈现何种模式。2021年，他与团队期骗基于不雅测数据的打算机模子，发现LHS 3844 b可能因日夜半球极点温差而形成了一种东谈主类前所未知的行星构造类型——半球构造。
迈尔解说，这种构造从骨子看是星球的一侧发生热物资上涌，而另一侧则有冷物资千里入地幔。”他认为，这种半球构造在其他潮汐固定的行星上可能无数存在。尽管LHS 3844 b的地质构造比地球更不合称，但翻脸且可迁移的地壳若能形成板块，至少可视为一种板块构造阵势。这比金星、水星或火星的情况要设想得多。除上述行星外，迈尔团队已发现至少一颗可能以雷同形状轮回岩质外壳的行星。
行星火山行动或成板块波折凭据
科学家虽还无法平直探伤到其他星球上的构造板块，但可通过波折踪迹进行揣测。特定模式的火山行动即是一种可能的迹象。
行星的构造机制决定了其里面物资的领路形状，而这对火山行动具有要紧影响。举例，地球上的火山多散布在板块边际，而在板块里面则极为荒凉。因此，火山行动自己虽非板块构造的铁证，但特定的火山散布模式可能具有指令酷好。迈尔估量，若LHS 3844 b存在半球构造，该行星一侧的火山行动将比另一侧活跃许多。
“关于火山行动怎么受日夜半球温差的影响，这些模子能作出可考证的估量。”荷兰格罗宁根大学的蒂姆·利希滕贝格指出，行星大小和身分也会对此产生影响，“从永久看，咱们有望借此西宾系生手星板块构造的基甘心趣”。
然则，探伤系生手星的火山行动，并非将千里镜瞄准岩质行星，然后寻找发光熔岩场那么简便。相较于恒星，岩质系生手星体积过小且光度眇小，即便韦伯千里镜也难以平直不雅测。要了解这些星球上发生的情况，科学家还需期骗奥密的变通决策。
科学家们常用的一种商议方法是不雅测行星经过恒星名义时引起的恒星光泽变化：行星经过恒星前线时，因恒星发烧的光芒被遮拦，导致恒星亮度看似有眇小着落。通过分析这种眇小变化，科学家可测得行星温度，并寻找出可能指向火山行动的行星名义行动模式。
然则，利希滕贝格训诫，这类测量极其穷困，以致会卓越韦伯千里镜的不雅测精度极限。大家在尝试糟塌的同期，还在跟踪其他可能的踪迹。比如，火山不仅开释热量，还会向行星大气喷发气体，而这些气体或者能被探伤到。
科学家们初次不雅测到的外星火山气体，可能来自系外地球LP 791-18 d。本内克正携带一项韦伯千里镜技俩，旨在详情该行星是否笼罩在富含二氧化碳的火山大气中。本内克指出，LP 791-18 d正处于它所属的恒星与一颗左近苍劲行星的引力拉锯战中，由此产生的潮汐力将从里面加热该行星，从而激发剧猛火山行动。
这种景象雷同于木卫一的近况，该卫星遍布数百座活火山。本内克说，木卫一是太阳系中火山行动最活跃的天体，而LP 791-18 d正处于极其相似的环境中。“若能试验探伤到这颗奇异星球的火山行动，将阐发咱们也能在其他行星上发现火山，而这些火山可能是板块构造的迹象。”
借助妥当的用具，科学家终将能在岩质行星的大气中搜寻到特定火山气体的化学特征。奥斯特伯格尽头团队在2023年发表了一项商议，推敲是否能够利用“宜居寰宇天文台”（好意思国国度航空航天局磋商于本世纪40年代放射，接替韦伯千里镜）等拓荒，探伤类地系生手星上火山行动的大气记号物。
二氧化硫一度被视为最可靠的火山行动潜在记号物，可动作近期喷发的铁证。但商议发现，其信号会被大气中的臭氧信号湮灭。不外二氧化硫会随时刻推移而糟塌臭氧，因此臭氧浓度的波动反而可能指向火山行动。
检测火山霾或者亦然一个可行方法，这类烟雾会暂时袒护其他大气特征。奥斯特伯格合计，若能进步履期一年的贯穿不雅测，或者就能推断出火山行动。
2025年8月29日，喷发中的埃特纳火山。新华社/法新
平直探伤“星面” 解析岩石类型
还有一种方法可能揭示行星构造特征：解析其地质身分。
迈尔坦言，当韦伯千里镜的不雅测数据排斥了LHS 3844 b等好几颗行星存在大气层时，许多东谈主感到失望。“但咱们必须将此视为机遇。若这些行星莫得大气层，反而为咱们提供了平直探伤地表的便利。”他说。
“当生活给你一颗酸柠檬，就用它作念杯柠檬水。”德国马普天文商议所的劳拉·克雷德伯格幽默地说，“当当然给你一颗无大气行星，就要想考怎么利用它们”。
非论位于哪里，岩石都承载着故事。比如玄武岩（形成夏威夷与冰岛地貌的主要岩石，多为玄色）形成于地表熔岩冷却时；绿色橄榄岩组成了地幔的主体；而花岗岩（占据地球大陆的主体，但险些不存在于太阳系其他区域）则源于岩石在板块构造中反复熔融再生的历程。
鉴于岩石可能揭示远方星球的历史，商议东谈主员正入部下手详情某些无大气行星名义的主要岩石类型。LHS 3844 b尤其引东谈主凝视，因其温度极高却未达到熔融情状，这使得热发光成为这颗岩质行星中最易被不雅测到的特征——它可揭示岩石类型，以致暗意其地表结构。
令东谈主咋舌的是，这或者能让咱们初次窥见LHS 3844 b地表的概括。王人巴正分析韦伯千里镜的数据，试图判断该行星名义究竟是平滑的（暗意近期火山行动导致地表更新），一经由破灭的风化层组成——在太阳系中，当岩质天体耐久炫夸于天外环境，屡次碰到撞击和太阳风侵蚀时，便会形成风化层。若LHS 3844 b名义确由风化层组成，则很可能标明其地表年代久远，这对板块构造表面而言是个坏音信。
此类商议记号着东谈主类初次涉足系生手星地质学这一全新范围配资论坛网，竭力于探索外星岩石寰宇的里面构造与地表特征。克雷德伯格表露，当今科学家对岩质行星的领略仍“处于最名义的阶段”。
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