科技文明是否依赖大气氧气？

发表于 2026-03-18 09:18:59 来源：饥不择食网

氧气大气取决于行星的大小和温度。信用:巴尔比&弗兰克
（蜘蛛网eeook.com）据《今日宇宙》（布莱恩·科柏林）：大约200万年前，文明一种直立猿人开始使用火。否依这是气氧气一个渐进的过程，从投机取巧的科技自然火使用者到能够用燧石和嫩枝制造火焰的大师。我们是文明他们的后代。我们是否依锻炉和窑、壁炉和家的气氧气生物。火对我们来说变得如此重要，科技以至于我们可以称自己为火猿，文明而不是否依智人。火是气氧气我们文明崛起的核心。它煮我们的科技食物，让我们温暖，文明照亮我们的否依夜晚。这提出了一个有趣的问题。我们能建立一个没有火的文明吗？
只有在含氧量高的大气中才有可能着火。在氧气含量低于18%的环境中，不能有明火。可靠的点火可能需要高达20%的水平。地球大气层目前的氧气含量为21%，但在大约2亿年的时间里一直稳定在18%以上。在地球历史的大部分时间里，明火是不可能的。地球是我们太阳系中唯一一个含氧量很高的行星。因此，虽然行星在宇宙中很常见，但可能有火的行星可能很罕见。如果文明需要火来产生，大气中的氧气可能是瓶颈。
这个瓶颈是最近发表在预印服务器Arxiv上的一项研究的焦点。它着眼于一颗行星拥有富氧大气的要求，发现这些限制相当严格。在大气中产生自由氧只有两种主要方式。首先是生物起源，生命体通过光合作用产生氧气。第二个是非生物过程，高层大气中的水蒸气被紫外线分解成氢气和氧气。
这项研究表明，主导机制取决于行星的大小和温度。在地球温度下，游离氧需要活的生物体。但如果行星太小，它就不能容纳足够的生命大气，如果太大，它的大气将被氢和氦所主导，生物不能产生足够的氧来突破18%的门槛。所以地球温度超级地球的居民可能不会有明火。
对于较热的行星，非生物机制占主导地位，但只有当行星大于地球时。小而热的行星没有足够厚的水蒸气来产生大量的氧气。金星就是一个很好的例子，它对生物氧气来说太热，但对非生物氧气来说又不够大。这意味着如果我们发现一个富含氧气的超级地球，那么它很可能是由非生物方式产生的。生物仍然有可能利用氧气，包括用火来创造文明。
大气中氧气的问题是复杂的，本文不涉及真正的细节。它的目的是概述在潜在的可居住世界中生火能力的限制。当我们在天堂寻找生命时，我们可能需要区分潜在的宜居世界和潜在的文明世界。
后者可能比我们曾经希望的要难得多。