人类在宇宙中是否孤独这一问题吸引了众多不同背景的人士参与讨论，包括天文学家、绑架阴谋论者、伪考古学爱好者和物理学家，当然还有很多科幻作家，他们创造了从Klaatu到《神秘博士》等外星生物。道格拉斯·亚当斯想象了一个生命丰富的银河，以至于其星际旅行者需要一本《 hitchhiker’s guide》。

虽然很多人都对可能存在其他文明发表了看法，但很少有地球科学家参与讨论，尽管他们研究的正是这个已知的生命之星。物理学家恩里科·费米提出的著名问题“大家在哪儿？”一直缺乏地质学的视角。

德克萨斯大学达拉斯分校的地质学家Robert Stern和瑞士联邦理工学院的地球物理学家Taras Gerya在《Scientific Reports》上发表的一篇论文对此进行了探讨。他们发现，之前关于外星文明的推测主要基于天文和技术因素，比如银河中的行星系统数量以及智能物种发现并开始使用无线电波所需的时间。这使得潜在宿主行星的具体特征未受到足够关注，除了水的存在与否。

Stern的研究集中在大陆地壳的演化，而Gerya则模拟地球的内部过程。他们的结论可能让外星爱好者失望：其他科技先进文明存在的可能性比之前认为的要小，因为我们在地球上理所当然的基本条件——大陆、海洋和板块构造——在宇宙中极为罕见。

那么，我们如何估算可能存在的外星文明数量呢？在20世纪60年代初，射电天文学家弗兰克·德雷克提出了一个方程，许多研究者仍然使用它来评估先进外星文明的普遍性。尽管“方程”这个术语暗示了一定的精确度，但德雷克的公式实际上不过是对可能承载复杂生命的行星数量的粗略估计。

在原始方程中，文明数量是七个因子或概率的简单乘积。科学家们对银河系前三个因子有较好的把握：银河中恒星形成的速率、拥有行星的恒星比例(可能大多数)、以及围绕这些恒星的可居住行星的平均数量(基于能维持液态水的“可居住区”)。

后面四个因子的估算则越来越不确定。这些是：可能出现生命的可居住行星的比例(这一变量完全没有约束，因为只知道我们这一个案例)；智能生命发展的比例(这一标准常常引发关于人类是否合格的黑色幽默)；向深空发送信号的比例(同样，只有一个已知的例子)；以及这些文明发送信号的时间长度(尚待确定)。

Stern和Gerya提出，地球的板块构造应当作为行星可居住性的标准之一。地球的板块构造系统使得行星的气氛和水圈能够与内部保持沟通，这形成了一个非凡的自我维持循环。被俘的海洋地壳会将水带回地幔，并在较浅的深度降低岩石的熔点，形成奇特的岩浆，创造出大陆地壳富含磷等生命所需的稀有元素。

在更深处，沉没的水有助于降低地幔的粘度，使其更加剧烈地对流，这进一步推动了板块运动。当地球的地幔通过对流输送热量时，也促进了外核的液态铁对流，从而产生了保护地球的磁场，保护表面环境免受有害的宇宙辐射。如果没有板块构造，大陆会迅速被侵蚀至海平面。但是，板块碰撞持续更新地球的地貌，为河流提供更多能量，将富含营养的沉积物输送到浅海环境中。换句话说，板块构造与支持地球生命的所有现象密切相关。

像地球这样的板块构造系统需要非常特定的热组合，既有凉爽坚硬的外壳，也有能够在固态下流动的温暖地幔。确切的地球达到这种平衡的时间尚不清楚。由于金星和火星没有沉没的证据，因此早期的地球很可能并没有完整的板块构造系统。

Stern和Gerya在地质界以主张地球板块构造相对较晚开始而闻名，他们认为现代板块构造的开始是在大约5.5亿年前的元古代末期。他们在新论文中进一步推动这一较少见的观点，认为当时多细胞生命的出现是由于现代风格的构造的开始，这将加速磷等关键营养物质向海洋的输送，导致浮游植物繁殖，固定碳并增加大气中的氧气水平。

但主流地质学家普遍认为，地球至少在25亿年前就已经采用了现代的板块构造习惯，比Stern和Gerya认为的时间早得多。从那时起，古老的山脉(作为侵蚀的遗迹保留下来)开始拥有与更近的山脉如落基山脉和阿尔卑斯山相同的内部“结构”，而这些山脉的一些部分保存了高压变质岩的证据，表明发生了沉没。

无论地球的板块何时开始移动，Stern和Gerya的论文提出了一个有力的论点：宇宙中类似地球的行星极为稀少。这个信息应该让任何想象我们可以在几代人内“改造”其他行星的人三思而后行。

那么，外太空传来信息的概率是否降低了，这是否真的重要？这或许是件好事，因为它可能促使我们以新的敬畏之心去关注脚下这个美丽而神秘的星球。

本文译自 nautil，由 BALI 编辑发布。

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