就目前所知，地球是唯一一個擁有生命的星球。在危機四伏、到處都是不毛之地的宇宙中， 居然還存在一個如此美麗而生機勃勃、萬物競發的綠洲，實在是一個不折不扣的奇迹。
事實上，一個星球要想孕育出生命，是件極端困難的事情。不說其他因素，僅對這個星球本身而言，就必須同時滿足以下三個條件：
第一，它必須有一個合适的品質，不能太小也不能太大。如果品質太小，它就無法靠自身引力阻止周圍氣體的逃逸，進而變成一顆沒有大氣層環繞的岩石星球；如果品質太大（比如超過地球品質的 10 倍），它就會吸引太多的氣體,進而變成一顆氣體行星。在這兩種情況下，生命都無法生存。
第二，它必須處于一個合适的位置，與恒星離得不能太近也不能太遠。如果離得太近，星球的表面溫度就會很高，讓所有的水都變成水蒸氣；如果離得太遠，星球的表面溫度就會很低，讓所有的水都變成冰。換句話說，要想保證液态水的存在，這個星球必須位于一個狹小的圓環區域内，這就是所謂的宜居帶。事實上，如果地球離太陽再遠 5%，或者再近 15%，就會從這個宜居帶裡掉出去。
第三，它必須有一個合适的内部活躍程度，不能太平靜也不能太劇烈。如果内部活動太平靜，就不會産生地質活動，也無法形成大氣和磁場；如果内部活動太劇烈，地震和火山就會持續不斷地爆發，把這個星球變成一個活生生的地獄。
在接着講地球為何是生命綠洲之前，我想先談一個比較理論、也比較前沿的話題。
事實上，沒有任何一個科學理論能決定一個星球的初始狀态。換句話說，一個星球的品質、位置和内部活躍程度應該是完全随機的。既然如此，為什麼地球能完美地滿足這三大條件呢？
最早回答這個問題的人，是澳洲裔實體學家布蘭登·卡特。如果你以前看過霍金《時間簡史》，應該會對這個名字有印象。事實上，卡特是英國實體學家霍金的同門師弟，并且與霍金一起提出了著名的黑洞無毛發定理。
1973 年，卡特參加了一個紀念哥白尼 500 周年誕辰的學術研讨會。在這次研讨會上,他提出了一個影響深遠的理論，那就是著名的人擇原理。人擇原理說的是，如果一個自然現象無法産生任何觀察者，那麼這個現象就不可能被觀察到。
這意味着，追問不可能被觀察到的現象為什麼不存在，是一件沒有意義的事情。有了人擇原理，前面說的那個問題立刻就迎刃而解了。如果地球不滿足這三大條件，地球上就不可能出現生命，也就不會出現像我們這樣的智能生命來追問這個問題。換句話說，我們能追問這個問題，這本身就是這個問題的答案。（好家夥，這就是套娃嗎？手動狗頭）
正是由于有合适的品質、位置和内部活躍程度，地球才得以長期擁有使她變成生命綠洲的三大要素，也就是海洋、大氣和磁場。
讓我們從地球的海洋說起。就目前所知，地球是獨一無二的表面擁有液态水的星球。據科學家估算，地球擁有的總水量約為 13.76 億立方千米，其中海水總量約為 13.35 億立方千米，大概占地球總水量的 97%。一般來說，海水會吸收波長較長的紅光、橙光和黃光，而反射或散射波長較短的綠光和藍光，這會讓大海看起來是藍色的。由于海洋面積大概占地球總表面積的 75%，是以人們經常把地球稱為藍色星球。
衆所周知，水是生命之源。現在有很多生物，沒有氧氣和陽光也能生活下去；但沒有發現任何一種生物，能在沒有水的情況下生存。事實上，地球上最早的生命，就誕生在海水之中。原因很簡單。對于蛋白質之類的有機大分子而言，水是最好的溶劑。正是在液态水的環境中，這些有機大分子才可以互相混合，進而通過各種化學反應來形成複雜的結構，最終演化成真正的生命體。此外，水也是生命的很多新陳代謝活動的基礎。舉個例子，如果沒有水，光合作用和呼吸作用就都無法再進行下去。從這個意義上講，液态水是生命活動不可或缺的舞台。是以，地球能擁有液态水的海洋，實在是地球生命的福音。
但是，僅僅擁有海洋，還是遠遠不夠的。因為在任何溫度下，水都可以蒸發。舉個例子。你要是把一盆水放在地上，時間長了，你就會發現這盆水變得越來越少，最後甚至完全消失。這是因為液态的水自發地變成了氣态的水蒸氣。同樣的道理，海洋裡的水，也會自發地變成水蒸氣。如果沒有其他因素阻止，這些水蒸氣就會逃逸到太空中；久而久之，地球上的海洋全都會幹涸。
幸好，地球擁有阻止水蒸氣逃逸的機制，那就是地球的大氣。
大氣的組成
衆所周知，地球擁有一個大氣層，也就是受地球引力吸引而環繞地球的一層混合氣體。據科學家估算，這層混合氣體的總品質約為 5.15×1018千克，其中包含品質分數大約78%的氮氣和21%的氧氣，此外還包括氩氣和二氧化碳在内的少量其他氣體。
事實上，正是這個大氣層阻止了水蒸氣的逃逸。由于大氣層的溫度較低，水蒸氣進入大氣層以後，會遇冷而凝結成小水滴，然後再以降雨的形式傳回地表。如果地球沒有大氣，這個水循環就會被打破；久而久之，地球表面的水就會蒸發殆盡。
事實上，地球大氣還有很多其他的重要功能。比如說，地球大氣中還含有一些溫室氣體，包括二氧化碳、水蒸氣、甲烷和臭氧。溫室氣體最大的特點是，對波長較短的電磁波幾乎沒什麼影響，而對波長較長的電磁波有很強的吸收能力。
太陽表面的溫度很高，輻射出來的電磁波能量高波長短，是以不會受到溫室氣體的阻礙，能順利到達地球表面。而地球表面的溫度較低，輻射出來的電磁波能量低波長長，是以會有很大一部分被溫室氣體攔截下來。是以，溫室氣體的存在能讓行星表面的溫度升高，這就是所謂的溫室效應。據科學家估算，如果沒有溫室效應，地球表面的平均溫度大概會下降 32℃。
此外，地球大氣層中還有一個臭氧層，大緻分布在與地球表面相距 20 ～ 30千米的環形區域。臭氧層能吸收掉太陽光中 97% 的紫外線。如果沒有這個臭氧層，這些高能的紫外線就會直接照射到地球表面，進而對地球生命造成嚴重的威脅。
不是什麼天體都能擁有大氣層。比如說，我們熟悉的月球就沒有。那到底什麼樣的天體能擁有自己的大氣層呢？這取決于它的品質和它與太陽之間的距離。
一方面，大氣會受到這個天體引力的吸引，進而被束縛在此天體的周圍。引力束縛的強弱取決于天體的品質：品質越大，引力的束縛就越強。
另一方面，大氣又會從太陽那裡獲得熱量，進而産生逃跑的動力。逃跑動力的大小取決于天體與太陽之間的距離：離得越近，大氣逃跑的動力就越強。這兩股力量一直在彼此鬥争。如果引力的束縛占了上峰，行星就能擁有自己的大氣層；如果逃跑的動力占了上峰，行星就會變成光秃秃的樣子。我們的地球能擁有大氣層，就是地球引力占上峰的結果。不過，隻是引力占上峰，還不足以讓一個天體一直保有大氣層。地球之是以能一直保有大氣層，是因為它還有一個強大的磁場。
地球磁場其實是一個從地球内部一直延伸到太空中的巨大磁場。中國古代四大發明之一的指南針之是以能夠辨識方向，就是由于這個地球磁場的存在。不過，地球磁場的磁軸與地球的自轉軸并不重合，兩者之間還存在着一個 11 度的夾角。
此外，地球磁場的南北極其實與地理上的南北極相反。
地球的磁場
地球磁場最主要的作用是抵禦太陽風。太陽風是太陽發出的高能帶電粒子流，主要由處于電離狀态的氫和氦（也就是去掉外層電子的氫原子核和氦原子核）構成。由于這些帶電粒子流具有很高的能量，地球的大氣層無法阻止太陽風的長驅直入。是以，要是沒有别的東西來阻止它，太陽風就會一直刮到地表，對地球生命造成嚴重威脅。
幸好，地球有強大的磁場。衆所周知，在磁場中，帶電粒子的運動軌道會發生偏轉。是以，地球磁場能迫使太陽風中的高能帶電粒子朝地球兩極的方向發生偏轉。到了兩極地區，這些帶電粒子會與位于高層的大氣分子發生碰撞，進而形成美麗的極光。
極光
更重要的是，地球磁場阻止了太陽風剝離地球大氣。如果太陽風能直接轟擊到地球大氣層，這些高能帶電粒子就會把自身的能量傳遞給地球的大氣分子，進而讓它們可以掙脫地球引力并逃逸到太空中。久而久之，地球的大氣層就會被太陽風逐漸剝離。幸好，地球磁場構築了一個天然的屏障，有效地阻止了太陽風與地球大氣的直接接觸。這樣一來，地球引力就可以牢牢地束縛住大氣分子，進而讓地球一直保有自己的大氣層。
我們來做個總結。目前所知，地球是唯一一個擁有生命的星球。由于有合适的品質、位置和内部活躍程度，地球得以長期擁有海洋、大氣和磁場。海洋為生命的誕生提供了舞台，大氣阻止了海洋的蒸發，而磁場保證了大氣不會被太陽風剝離。正是由于這三大要素，地球才成為了一個美麗的生命綠洲。
是以擁有生命的地球是一個奇迹，而地球上又誕生出了擁有智慧的人類，更是奇迹中的奇迹，而人類中每個獨一無二的你當然也是宇宙中獨一無二的奇迹！
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原标題：地球日| 宇宙裡那麼多星球，為何隻有地球适合人類生存？
來源：原點閱讀
編輯：Garrett