宇宙漫漫长寂寞，只怪行星水太多

水世界假说|超越费米悖论

简单来说，费米悖论指的是外星智慧生命（extraterrestrial intelligence， ETI）存在的高概率估计和缺乏明显的证据。

那么今天，我们来研究费米悖论的又双叒叕一种可能性——许多行星的水都太多了！

这叫做“水世界假说”，这个理论认为，许多系外行星是“水世界”，在那里，水是如此丰富，以至于生命不太可能出现和发展。

“水世界”一词用来描述表面有大量的水的陆地（岩石）行星，这些行星的水构成了它们的主要的质量和组成部分。水世界假说的核心，是关于我们的宇宙中生命存在条件的关键假设。

艺术家对Kepler-22b的概念图——一个可能的“水世界”。来源：NASA/Ames/JPL-Caltech

以我们地球，以及所有在地球上进化的物种为参考，科学家们不得不假设，水是生命存在的关键成分。在所有已知的溶剂中，水是生命能生存的唯一溶剂，地球上几乎所有已知的生物都依赖水而生存。

这提出了一个关于搜寻地外生命的基本观点：在寻找外星生命的过程中，水被视为一种“生物特征”。当然，理论上说，水过多地存在也会干扰生命发展的一些至关重要的过程。要了解具体内容，首先，让我们快速了解一下相关术语。

生物特征

术语“生物特征”指的是那些可以证明过去或现在有生命存在的证据。它们可以是某些化合物、同位素或一个反应过程。更具体地说，它们表明了存在消耗自由能和产生有机废物的复杂过程。包括氢气、氧气、二氧化碳、甲烷、水以及一些硫磺和磷化合物。

水当然是最受欢迎的生物特征之一，因为它是唯一已知的生命存在的溶剂，对地球上几乎所有已知的生命形式都至关重要。但是，尽管水覆盖了地球表面的71%，它却只占地球总质量的0.02%。如果这一质量占比更高，将意味着一颗行星完全被深度巨大的海洋所覆盖，这便可能会对宜居性产生影响。

这和“暂时宜居的行星”类似，在那些岩石行星上，可以观察到似乎有着丰富的氧气，而这些氧气在起源上不是生物活动的结果。相反，氧气被认为是化学解离的结果，即紫外线辐射导致大气中的水蒸气分解，进而产生氢气和氧气。

当更轻的氢气散失到太空时，氧气会被行星的引力留住。但是由于氧气对许多基本的生命形式都是有毒的——比如像蓝藻细菌这样的光合生物，因此这些氧气的存在实际上可能会阻止生命的出现。

也许同样的道理也适用于过量的水。

起源

虽然水世界假说主要是最近发现的系外行星的产物，但它的基础可以追溯到几十年前。例如，大卫·布林在他1983年的开创性研究中总结了这一假说背后的思想：

“水覆盖了地球表面的70%以上。然而，也许地球正处于宜居世界中最干燥的阶段。如果陆地面积更小，或者根本没有陆地，那么就很难有机会进化出能够使用工具的物种。开个玩笑地说，宇宙中最聪明的物种可能只是拥有鲸鱼的外貌，但它们可从来没有想到过用无线电，也没有想过到其它星球上去旅行。”