【科學講堂】磁場對抗輻射 保護行星生命
上次與各位討論了外太空行星的一些有趣事，指出這些行星的成分可能與地球有很大的差別，因此要找出適合我們熟悉的生命發展的星球，其實並不簡單。今天就再和大家探討一下這個課題。
高能量宇宙射線 因電磁改變軌跡
地球擁有自己的磁場，各位應該早已知道，但這個磁場一直在保護地球上的生命，大家又是否知道？原來太陽在給予我們溫暖和光明同時，亦不停地在向我們發放出高能量的輻射。就算撇開太陽不說，宇宙之中本來就存在高能量的宇宙射線，不時也會到達地球。
這些輻射往往對生命有害，尤其是當生命剛剛在星球上發展的時候，它們大多以較簡單和脆弱的形式出現，不一定能夠抵受這些輻射（就好比我們利用紫外線殺死細菌）。
幸虧這些輻射大多由帶電荷的粒子組成，當它們經過地球磁場的時候，會因為電磁作用而改變它們移動的軌跡，不會直接到達地球並影響表面的生命。從這個角度來看，地球的磁場是一張很重要的「保護網」呢。
這張保護網又是怎樣得來的？它跟地球的地質又有什麼關係？電磁學告訴我們，磁場是由流動的電荷形成的。根據現行的理論，地球的中心含有鐵等金屬，並且處於半流體的狀態。在地球自轉的時候，中心帶電荷的金屬離子也跟着流動而形成電流，再因此而產生出地球的磁場。其他外太空的行星，如果沒有帶電荷、會流動的中心部分，就可能無法生成自己的磁場來保護行星之上的生命。
板塊活動助衡溫 保留碳於岩石層
地球表面的板塊活動，對生命的健康成長也很有用。地球的板塊能夠隨着下面地幔的帶動而四處移動，有助於均衡全球的溫度。
板塊活動，同時也是地球碳循環重要的一環：大氣層中的二氧化碳會溶化於雨水中，變成碳酸再降落到地面；這些碳酸一方面侵蝕岩石，另一方面又會經過一連串的化學反應而令碳與其他元素結合，將其留於岩石層之中。
如果沒有這個過程，就會有更多的碳以二氧化碳的形式存於大氣層中，令溫室效應變得更為嚴重。其後岩石會因為板塊活動而進入地球的深處變成熔岩，因而容許當中的碳元素經由火山再重新被釋放回大氣層中。
由此看來，認識板塊活動是如何形成的也是十分重要，不過這個課題看來絕不簡單：要認識板塊活動，需要深入了解岩石是在何種狀況下熔化成熔岩，也需要知道熱能怎樣在地球的各個部分傳播。行星成分的小小改變，就可以大大影響這些特徵，因此需要精密的數據收集和研究。
再者，行星成分並不是故事的全部：我們的鄰居金星，其實在成分、大小、跟太陽距離等等的許多方面，都與地球不相伯仲，但一個是能夠支持生命存在的綠色星球，另一個卻是能在瞬間熔化金屬的煉獄。要準確推算哪個星球適合生命發展，看來不是易事呢。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
