外星富氧环境有助于技术发展

可能更易在富氧外星球找到外星技术，原因如下-富氧外星环境允许开放氧环境对于技术发展更有效，有助于火箭燃料燃烧

一项新的研究表明，类地行星的大气层需要至少含有18%的氧气，才能让智能生命发展技术。(图片来源：NASA/ESA/G.Balbi)

根据一项新的研究，外星人猎人应该在大气中氧气含量高的行星上寻找技术生命，该研究旨在磨练寻找外星文明的技术特征。埃蒙德.勃利是意大利罗马Tor Vergata大学的天文学和天体物理学副教授，艾德玛.福马柯是美国罗切斯特大学的物理学和天文学教授，他们认为行星“大气层需要至少含有18%的氧气才能促进技术文明。他们说原因很简单：火需要氧气。“你可能能够在一个没有氧气的世界中获得生物学-你甚至可以获得智能生物，”弗兰克在一份声明中说。“但如果没有现成的火源，你永远不会开发更高的技术，因为更高的技术需要燃料和熔化。

勃利和福马柯将18%描述为“氧气瓶颈”，可能阻碍智力发展。生命从发展我们可以通过无线电信号探测到的复杂技术。这包括任何外星城市的灯光，戴森群的红外辐射，或者可能是穿越外星的巨型结构。这个概念与科学家在寻找外星生命期间讨论的其他瓶颈一样，包括决定多细胞生命进化的瓶颈，一个涉及工具智能的发展，甚至是调节外星社会是否可以避免自我毁灭的瓶颈。它们一起形成了“大过滤器”，这是经济学家和未来学家罗宾·汉森在描述技术生命发展的一系列障碍时引入的概念，以解释为什么它在我们的银河系中似乎较稀缺。

外星人技术研究小组说，氧气丰度低于18%的系外行星不足以进行长时间的露天燃烧。例如，这将限制冶金，并限制化石燃料的燃烧。虽然缺乏后者可能会导致环境更清洁，但如果没有前者，就很难支持任何广泛的工业或制造必要的材料，制造可以发送我们设备检测到信号的无线电发射机。在地球上，我们大气中的氧气含量为21%，但情况并非总是如此。在其生命的前半段，地球的大气主要由氮和二氧化碳组成，而氧气可能只占0.001%。

然后，大约24亿年前，我们星球大气中的分子氧丰度开始急剧上升。这种增加归因于蓝藻的演变，蓝藻产生了作为废物的氧气，但氧气水平的上升也被认为对当时的无氧生命形式有害，减少了它们生命所必需的硫化氢和甲烷的丰度。因此，地球大气中额外的氧气有时被称为“氧气灾难”，因为许多微生物物种被消灭了，这一事件发生在4亿年内。20亿年前大气中的氧气含量为10%，这意味着对于巴尔比和弗兰克的瓶颈来说仍然太低。

因此，两人的研究指出了寻找外星智能（SETI）在寻找技术签名过程中应该关注的行星系统类型。首次前往金星的私人任务将在硫酸云层中寻找外星生命NASA概述了在土星和木星的冰冷卫星上部署洞穴“冷冻机器人”的计划，即地球以外的生命可能在最冷的太空深处形成揭示小行星样本。

他说：“应该优先考虑氧气含量高的行星，因为系外行星大气中氧气含量高可能是寻找潜在技术特征的主要线索。弗兰克说。此外，考虑到地球上的氧气水平上升到18%以上需要时间，因此将目标对准那些有足够时间发展自身氧气储备的老行星可能是有意义的。

勃利说，这项研究甚至可以用来排除虚假警报，他建议“我们应该怀疑来自大气氧气不足的行星的潜在技术特征。这些发现还表明，如果地球上的技术生命能够在未来数十亿年内继续蓬勃发展，我们可能会发现另一个挑战。在日本东宝大学的Kazumi Ozaki和美国宇航局和亚特兰大佐治亚理工学院的Christopher Reinhard的2021年研究中，研究表明，随着太阳年龄的增长和变亮，产生更多的热量，从而使我们的星球变暖，地球的大气将变得脱氧，氧气含量下降到10%以下。

当然，十亿年的准备时间是很长的；到那时，我们的后裔可能有技术来缓解这一点，或者可能已经完全离开地球。该研究于2023年12月28日发表在《自然》杂志上天文学。