新的研究表明，為了讓智慧生命發展技術，類地行星的大氣需要至少含有18%的氧氣。(圖片鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/歐空局/G .培根(STScI))
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（基思·庫珀）：根據一項新的研究，外星獵人應該在大氣層中擁有高氧豐度的行星上尋找技術生命，這項研究旨在磨練對外星文明技術簽名的搜索。
阿米迪歐·巴爾比是意大利羅馬托爾·韋爾加塔大學的天文學和天體物理學副教授，亞當·弗蘭克是美國羅徹斯特大學的物理學和天文學教授，他們認為，一個星球的大氣層需要含有至少18%的氧氣，才能促進科技文明的發展。他們說，原因很簡單:火需要氧氣。
弗蘭克在一份聲明中說:“在一個沒有氧氣的世界裏，你可能會得到生物學——你甚至可能會得到智慧生物。”“但是沒有現成的火源，你永遠也不會開發出更高的技術，因為更高的技術需要燃料和熔化。”
巴爾比和弗蘭克將18%的水平描述為“氧氣瓶頸”，它可能會阻礙智能生命開發我們可以通過無線電信號檢測的複雜技術。這包括任何外星城市的燈光，戴森星團的紅外輻射，或者可能是穿越外星恒星的巨型結構。這個概念加入了科學家在尋找外星生命期間討論的其他類似瓶頸，包括一個決定多細胞生命進化的瓶頸，一個涉及使用工具的智能發展的瓶頸，甚至一個調節外星社會是否可以避免自爆的瓶頸。它們一起形成了“大過濾器”，這是經濟學家和未來學家羅賓·漢森提出的一個概念，同時描述了技術生命發展的一係列障礙，試圖解釋為什麽它在我們的星係中似乎很稀少。
研究小組稱，氧含量低於18%的係外行星不足以進行長時間的露天燃燒。例如，這將限製冶金，並限製化石燃料的燃燒。雖然缺乏後者可能會導致更清潔的環境，但沒有前者，將很難維持任何種類的廣泛工業或製造建造無線電發射機所需的材料，這些發射機可以發送我們的設備可以檢測到的信號。
在地球上，我們大氣中的氧氣含量為21%，但情況並非總是如此。在其生命的前半部分，地球的大氣主要由氮氣和二氧化碳組成，氧氣可能隻占0.001%。然後，大約24億年前，我們星球大氣中的分子氧含量開始急劇上升。這種增加歸因於藍細菌的進化，藍細菌將氧氣作為廢物產生，但已知氧氣水平的上升對當時的厭氧生命形式也是有害的，減少了它們生命所必需的硫化氫和甲烷的豐度。
因此，地球大氣中額外氧氣的到來有時被稱為“氧氣災難”，因為許多微生物物種被消滅了。
在這一事件發生後的4億年內——20億年前——大氣含氧量為10%,這意味著它們對於巴爾比和弗蘭克的瓶頸來說仍然太低。
因此，二人組的研究指出了尋找外星智能(SETI)在尋找技術特征時應該關注的行星係統的種類。
弗蘭克說:“應該優先考慮瞄準含氧量高的行星，因為係外行星大氣中含氧量高可能是尋找潛在技術特征的主要線索。”
此外，考慮到地球的氧氣水平上升到18%以上需要多長時間，瞄準那些有足夠時間發展自身氧氣儲備的較老的行星可能是有意義的。
巴爾比說，這項研究甚至可以用來排除假警報，他建議“我們應該對來自大氣氧氣不足的星球的潛在技術特征持懷疑態度。”
這些發現還表明，如果地球上的科技生命能夠在未來幾十億年繼續繁榮，我們可能會發現我們麵臨著一個額外的挑戰。在2021年由日本東邦大學的小崎和美國國家航空航天局的克裏斯托弗·賴因哈德以及佐治亞理工學院進行的一項研究中，研究表明，隨著太陽年齡的增長和亮度的增加，產生更多的熱量，進而使我們的地球變暖，地球大氣將變得缺氧，氧氣水平下降到10%以下。當然，十億年是一段很長的準備時間；到那時，我們的後代可能有技術來減輕這一點，或者可能已經完全離開地球。
這項研究發表在2023年12月28日的《自然天文學》雜誌上。