沙漠行星

沙漠行星

在科幻小說中,沙漠行星是指全星隻擁有一種氣候--即沙漠氣候降水量極少的行星。該類行星在現實世界和科幻作品中均十分常見。在某些作品中,沙漠行星表現出了水利專製統治的某些特征。最著名的沙漠行星莫過于弗蘭克·赫伯特的《沙丘》系列的重要故事背景--阿拉基斯和《星球大戰》中的塔圖因

  • 中文名稱
    沙漠行星
  • 定義
    指全星隻擁有一種氣候--即沙漠氣候且降水量極少的行星。
  • 出處
    《沙丘》

簡介

由于沙漠行星在科幻小說中往往象征著孤立與自恃,並且好萊塢在亞利桑那州新墨西哥州的沙漠中拍攝電影的成本相對較低,所以該類行星在科幻電影中一再出現。不過,《星球大戰IV:新希望》中塔圖因的拍攝地點為突尼西亞

科學家發現沙漠行星比海洋行星適宜生命存在科學家發現沙漠行星比海洋行星適宜生命存在

從科學角度來看,科幻小說和電影中的沙漠行星並不真實。因為該類行星上缺乏植被,無法進行光合作用,進而也就缺乏氧氣,並不適于人類生存。除非像沙丘般設定有其他維持氧氣平衡的機製,或者並非完全隻有沙漠的表面。

沙漠行星表面沒有海洋,卻擁有廣袤的幹旱沙漠,可能零星分布著綠洲。

最新研究稱,沙漠行星比類似地球的水世界更有可能孕育生命

相似行星

以沙漠行星背景的真實行星

火星

海盜號探測火星並發回探測資料之前和之後,許多科幻小說即把火星當做一顆沙漠行星。這些科幻小說包括:

漫畫《星際牛仔》將火星描繪為二十一世紀十分重要的一顆殖民星球。

在李·布瑞凱特的火星人系列故事中,火星表面大部為沙漠所覆蓋,其間零星分布著一些綠洲文明。

在拉瑞·尼文的眾多小說的發生背景"已知空間"中,對于行星上居民來說,水是一種陌生的外來物質。

在菲利普·狄克的小說《火星時流》中,火星已經成為地球上的聯合國的殖民地,該星上水資源極度匱乏,是一種嚴格配給物資,而水工聯合會的主席則成為該星上權力最大的人。

2000年的電影《火星任務》講述了美國航天航空局第一次載人探測火星任務遇到災難性事故之後展開的一次營救活動,營救人員在火星上發現了火星人,而在火星西多尼亞區發現的"人臉地形"則構成了故事的重要情節。

2000年的電影《紅色星球》講述了一支從地球前往火星的遠征隊遭遇到了火星上可怕的昆蟲而覆滅的故事。該片外景拍攝于澳大利亞約旦的沙漠。

在《星際旅行》中,火星是第一顆經過改造適合人類生存的行星,至24世紀,火星軌道上的"烏托邦平原"船塢成為了一個重要的星際艦隊基地。

火星亦出現在了亞瑟·查理斯·克拉克的科幻小說《火星之沙》中。

在電影《全面回憶》中,火星上居住著發生變異了的人類和勞工,在這裏獲得空氣需要交稅。

土衛六

《星際牛仔》將土衛六描繪為一個經過人類改造的、類似于撒哈拉沙漠的荒漠世界。

DC漫畫中,土衛六是精神力競賽的基地,著名的超級英雄"土星女孩"即是來自土衛六,她是30世紀的超級英雄聯盟的創始成員之一。

斯坦利·G·溫鮑姆1935年創作的短篇小說《土衛六上的飛行》講述了一對來自地球的夫婦與土衛六上寒冷、多風的沙漠氣候作鬥爭的經歷。

在《星際旅行》系列中,21世紀中葉的人類已經在土衛六上建立了一系列的圓頂狀定居頂,其中一個更成為了地球被第三次世界大戰毀滅之後人類的安全港。澤弗拉姆·科克倫曾經在土衛六上帶過一段時間,而後進入企業號委員會。查爾斯·塔克三世在該衛星表面的一次訓練任務中差點喪命。該衛星是星際艦隊鍾愛的航線中間站之一。至24世紀,這個荒漠世界已經完成改造,適于人類生存。

斯蒂芬·巴克斯特1997年的小說《泰坦》講述了美國航空航天局前往土衛六的計畫因為一次災難性的著陸而近乎失敗,執行計畫的宇航員必須為生存而掙扎。巴克斯特生動的描繪了前往土星系的旅程。

在《變形金剛》中,土衛六這個荒漠世界上居住著外邊近似人類的生物;五面怪曾經在此短暫的建立了一個基地,但不久之後即廢棄了;後來土衛六上又建立起了super-Destron Metrotitan,被命名為"泰坦"。

電視劇《神秘博士》中,曾有一集的故事情節發生在土衛六上。

作品

電影《星際之門》中的阿比多斯星。

電影《惑星歷險》中的牽牛星-四。

厄休拉·勒吉恩所著科幻小說《一無所有》中的阿娜裏斯星(並非嚴格意義上的沙漠行星,因為該行星上存在海洋,且大草原覆蓋了大部分地區)。

弗蘭克·赫伯特所著《沙丘》系列中的阿拉基斯星。

阿薩斯,即浩劫殘陽--龍與地下城的一個戰役背景設定,其最初由TSR設計,現在著作權歸屬威世智公司。

《生化戰士》中的巴拉·馬格那,一顆在10多萬年前遭遇災變的大型烏托邦式行星。這次災變導致星體分裂為三部分:較大的部分成為母星,較小的兩部分成為兩顆衛星。其上居住著格拉托利亞人和其他動物。

《沙丘世界》,來自史蒂芬·金的同名短篇小說。

戲仿電影《星際遠征》中的"鈹礦行星"。

1985年的電影《第五惑星》中的菲林四號行星。

科學研究

據美國太空網站報道,一項最新研究顯示,著名科幻小說《沙丘》中所描述的沙漠行星比類似地球的水世界更有可能孕育生命,這種行星或許是星系內最有可能存在生命體的星球。同時,這項研究暗示熾熱的金星(平均表面溫度達到460攝氏度)在10億年前可能是一顆沙漠行星,或許金星遠古時代曾孕育著神秘生命。

《星球大戰》中的沙漠行星塔圖因《星球大戰》中的沙漠行星塔圖因

淺綠色行星

"淺綠色行星"通常是指覆蓋海洋的類地岩石行星(比如:地球),或者完全覆蓋數百公裏厚冰層或者液態水的"海洋行星"(比如:木星冰冷的衛星木衛三)。為了實現可居住性,淺綠色行星必須環繞其恆星的"適居帶",這一太空區域既不炎熱也不寒冷,如果該行星過于遠離恆星,它們將冷凍。如果它們過于接近恆星,將在大氣層中產生蒸汽流,吸引熱量蒸發更多的水份,導致一種失控的溫室效應,可煮沸行星表面的所有海洋,其情景如同金星表面。最終,像這樣的行星將非常熾熱,迫使水蒸汽上升至大氣層的高度,在紫外光線作用下分離成氧和氫。之後氫逃逸進入太空,氧很可能與熾熱行星表面發生反應進入到地幔之中,隨著時間的推移,這顆行星大氣層將損失所有的水份。

科幻沙漠行星

美國宇航局艾姆斯研究中心行星學家凱文-扎恩勒(Kevin Zahnle)稱,科幻小說《沙丘》中的沙漠行星不像淺綠色行星那樣表面擁有大量水資源,這樣的行星表面沒有海洋,卻擁有廣袤的幹旱沙漠,可能零星分布著綠洲。在《沙丘》中一顆叫做"阿拉基斯"的沙漠行星,被描述為是可以孕育生命的陸地行星。

阿拉基斯行星是一顆較大、較溫度的行星,與火星有點兒相近,擁有可吸入氧氣的大氣層,極地區域寒冷潮濕,可形成較小的冰蓋和朝露。

陸地行星

科學家推斷稱,缺乏水資源的陸地行星實際上更可能實現在恆星周圍形成一個較大的孕育生命區域,這裏有幾個因素在內,首先,陸地行星擁有較少水資源,無法轉化大量的雪和冰,它們能反射陽光進入太空。同時,它可以吸收更多的熱量更好地抵御全球冰凍現象,擴大適宜居住區域的寒冷外部極限。此外,陸地行星幹燥大氣層中缺乏水份將比淺綠色行星吸收更少的熱量,有助避免出現失控溫室效應,並擴大行星適宜區域內部、熾熱邊緣。大氣層中水份越少,紫外線分解形成的氫和氧就越少。

日本東京大學研究員阿部豐(Yutaka Abe)和研究同事進行了類地行星三維簡單全球氣候模型實驗,為了模擬陸地行星,他們設定了自轉速率、大氣壓力和未變化的二氧化碳指數,但在模型中移除了海洋和植物,從而使地下水資源鎖定在地表以下。科學家發現沙漠行星的適宜居住區域面積是淺綠色行星的3倍。

研究小組指出,擁有海洋的淺綠色行星並不是唯一類地宜居行星模型,最適宜生命居住的行星是首選行星是沙漠行星,而不是那些淺綠色行星。目前,這項研究報告發表在《天體物理學雜志》上

宜居地帶

當分析這些行星的寒冷外部極限時,阿部豐和研究同事發現當地球接收陽光下降至72-90%時,淺綠色行星將完全冷凍,這取決于行星旋轉軸朝向恆星的傾斜度。這種情況下,沙漠行星比淺綠色行星具有更好的全球冰凍抵御性,當接收光線下降至58-77%時才完全冰凍。這意味著陸地行星可遠離恆星,卻仍具備孕育生命的可能性。

對于這些行星的熾熱內部極限,研究人員估計液態水可穩定儲存于淺綠色行星極地,這裏是該行星最寒冷的區域,照射的陽光是現今地球接收陽光的135%。相比之下,液態水可穩定儲存于沙漠行星極地情況下,照射的陽光是現今地球接收陽光的170%。這意味著當沙漠行星可近距離環繞恆星運行,且仍具備孕育生命的條件。

像這樣的沙漠陸地行星非常接近科幻小說《沙丘》中描述的阿拉基思行星,扎恩勒說:"雖然我並不知道這部小說中阿拉基恩行星上生存的沙蟲是怎樣的,但是沙漠行星的赤道區域過于熾熱無法適宜生存,而極地區域的生存條件更適宜一些。我真實地認為極地區域是最佳生存區域,這裏可能有更廣闊的水域,甚至還有小溪流和湖泊。"

美國賓夕法尼亞州大學行星科學家吉姆-卡斯汀(Jim Kasting)稱,這是一項非常有意義的研究。然而卡斯汀仍不確定這項發現將真實地幫助發現新適宜居住行星,無論它是沙漠行星還是淺綠色行星。

卡斯汀說:"基于我們的認知標準,為了揭曉是否哪顆行星適宜居住,它們需要具備水存在的跡象,目前我們通過望遠鏡尚不清楚是否能探測到沙漠行星上有足夠的水資源。因此我並不認為它將改變我們在遙遠太空尋找地外文明的策略。"

扎恩勒持不同意見,他說:"我們不可能探測到這些行星存在水的跡象,但或許能探測到氧氣的存在。同時,我們在其它地外星球上發現許多存在水資源的情況,但這並不能作為該星球具有適宜居住性的判斷依據。"

適宜居住行星

如果是這樣的話,由于沙漠陸地行星比淺綠色行星更接近于主恆星運行,且具有適宜居住條件,扎恩勒認為,發現適宜居住的沙漠行星要早于適宜居住的淺綠色行星。前者更接近恆星運行,它擁有運行速度更快的軌道,途經恆星前方使恆星光線變暗的概率較大,這更加便于我們通過望遠鏡進行探測。

同時,卡斯汀並不確定少量水能穩定存在于行星表面。他猜測沙漠行星上的少量水資源將被岩石吸收,或者被吸入地幔之中。扎恩勒同意卡斯汀的觀點並強調指出,我們並不是要尋找永久性適宜生命居住的星球,隻需要滿足生命體能夠長時間存活即可。沒有行星能夠永久性適宜生存,甚至包括地球在內。

未來有一天,地球將變成一個沙漠世界。伴隨著太陽的衰老,地球每隔10億年亮度就會增加9%,太陽輻射會分解水成為氫氣和氧氣,將最終耗盡地球上的液態水資源。然而,研究人員計算地球在太陽步入衰老期的數十億年裏仍可能保持適宜居住性,地球能夠避免失控溫室效應現象,在太陽死亡之前可能僅損失三分之一的海洋。

目前令科學家關註的一個問題是金星曾經是否是一顆適宜居住的沙漠陸地行星?金星是太陽系內最火熱的行星,或許曾經的環境狀況能夠孕育生命。扎恩勒稱,假設金星曾經擁有液態海洋,研究人員推算稱很可能金星遠古歷史時期曾有幹燥且適宜生命居住的環境條件。

扎恩勒強調,在10億年前金星的確具有持續性適宜居住的陸地環境,那時金星熱帶區域非常火熱,但在極地區域溫度較低且濕潤,類似于地球的環境條件,並沒有大量的二氧化碳。未來的研究將精確地證實金星曾經是否具有適宜居住性。

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