T小说家威廉·戈尔丁建议詹姆斯·洛夫洛克用希腊神话中的地球女神盖亚来命名他现在著名的假说。这是一个很好的契合:洛夫洛克认为，地球上有生命和无生命的部分形成了一个单一的、相互作用的、自我调节的系统。洛夫洛克的工作有所增长，部分原因是他为NASA做的研究，并于1965年发表自然关于我们可能在其他行星上寻找生命迹象的论文。
46年后，美国宇航局的开普勒太空望远镜发现了开普勒-22b行星。它是我们太阳系以外的首批行星之一，被证实绕着一颗类似太阳的恒星运行，距离足以使其表面存在液态水。液态水对我们所知的每一种生命形式都是必不可少的，液态水的供应将增加地球孕育生命的可能性。此外，开普勒-22b的估计密度表明它可能由岩石组成，这意味着它可能能够重现类似于地球上发现的条件。
现在,科学家们正开始理解的重要性,任何行星可能支持生命的另一大特点,它是一个完全符合洛夫洛克的观点的地球作为一个动态的参与者,而不是一个被动的背景:大陆漂移一个活跃的系统,否则称为板块构造。从表面上看，生命周期相对较短，复杂得令人眼花缭乱，而板块构造运动周期较慢，相互作用表面上更简单，两者之间的联系似乎很脆弱。但至少在地球上，这种联系是直接而深刻的。
地球大陆的移动是因为它们位于不同的板块上，由地壳和上地幔组成，它们像岛屿一样漂浮在下面由热的、流体状岩石组成的“海洋”上。这些板块的运动是一台巨大机器的一部分，这台机器不断地将水、二氧化碳和其他对生命至关重要的成分从内陆深处运送到地球表面和大气层，然后再运送回来。斯坦福大学地球物理学家诺曼·斯莱普（Norman Sleep）指出，多亏了板块构造，“元素周期表上的元素不断地被补充到陆地、湖泊和海洋中。”。生命以无数方式依赖于这些循环。
此外，如果没有板块构造，我们的星球就不会有足够稳定的气候来支持生命在数十亿年的进化。这是因为板块构造是被称为“碳酸盐-硅酸盐”循环的原始地球恒温器的重要组成部分。1、2大气中的二氧化碳溶解在雨水中形成碳酸，溶解硅酸盐岩石。这种侵蚀或“风化”的副产品被带到海洋中，在那里它们被微小的浮游有孔虫等生物摄取，并融入石灰岩（碳酸钙）外壳中。当这些生物死亡时，它们会掉到海底并堆积成沉积物。
为什么我们被卷入黑暗
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在板块边界上，一些沉积物通过俯冲(一个板块滑到另一个板块下面)而被进一步带下去。在地球深处发现的温度和压力更高的条件下，二氧化碳气体被释放出来，最终通过火山进入大气层，从而完成这个循环。
当地球温度升高时，更多的水从地表蒸发，进而导致更多的降水，这将更多的二氧化碳从大气中冲刷出来，并通过构造路径将其送入地下深处。这减少了温室效应，导致全球变冷。相反，当地球变冷时，排出的二氧化碳就会减少，而大气中来自火山和其他来源的二氧化碳浓度就会增加，从而导致温室效应的加强，最终导致气候变暖。位于柏林的德国航空航天中心行星研究所的负责人Tilman Spohn称板块构造学是这类“已知最有效的循环机制”。
把生命从等式中移除会导致非常
不同的星球可供选择。
值得注意的是，生命对板块构造的依赖是相互的：科学家们已经认识到，板块构造对生命的依赖与生命对生命的依赖一样多。斯波恩说：“生命可以稳定板块构造，而板块构造反过来又可以稳定行星的宜居性。”。
从生物学到地质学的反馈中，一个重要的部分来自于“深水”循环，这与风化作用密切相关。地球表面的生命以各种方式促进风化，从分解岩石的细菌酸分泌，到地衣、苔藓和树木在岩石上的生长。“沉降速率是生物圈活动的函数，”Spohn声称。换句话说，一个星球上的生命越多，风化作用就越强。
这一过程产生的沉积物在海底堆积，以重量计算，其含水量高达40%。3.当板块边界发生潜没时，它们被转移到地球表面下约62英里(100公里)的地幔中。
凝结在这些地下地层中的水又充当了一种润滑剂，使板块运动成为可能。这是因为水可以打破岩石之间的化学键，使岩石更具延展性和流动性。“如果一个行星的地幔中没有水，”斯波恩解释说，“它就不会有板块构造，这涉及到地幔岩石向地表缓慢移动。相反，顶部会有一层停滞的岩石。”这就是我们在水星和月球上看到的。
增加岩石的含水量也会降低其熔点。因此，向地幔输送更多的水将产生更多的熔融物质，导致更多的火山喷发。斯波恩说：“这些火山岩的外流基本上是构成大陆地壳的物质。”大陆地壳主要由花岗岩组成。他推测，鉴于一个繁荣的生物圈可以导致更多的水到达地幔，它也可以促进大陆的生长。4.
2013年，斯波恩、丹尼斯·霍宁和其他两位同事设想了没有板块构造的地球会是什么样子。他们用计算机模拟了两种截然不同的情况，一种是有活跃的生物圈，另一种是没有。在“生物”的情况下，生物风化有助于增强沉积作用，导致地幔中约300%的水。这反过来又导致了更频繁的火山爆发和覆盖地球表面40%的大陆，与我们今天看到的世界大致相当。
将生命从等式中移除，就产生了一颗看起来非常不同的行星。沉积作用的减少导致地幔中水的浓度降低(约为百万分之40)，相应地减少了大陆地壳的生产。该模型预测，一个没有生命的地球本质上将是一个只有很少陆地的水世界——可能只占地球表面的3%。
斯波恩说：“我们不能说是板块构造还是生命最先出现。”。“我们能说的是，它们基本上是相互稳定的。如果我们突然关闭板块构造，这对我们不会有什么好处。如果我们关闭生命，这对板块构造也不会有什么好处。”
板块构造使生命更有可能存在的观点正开始引导对地外生命的探索。美国西北大学天文学家尼古拉斯·考恩和他的同事最近展示了一种探测系外行星上海洋和大陆存在的技术。到目前为止，他们只在地球上测试了这种方法，使用的是NASA“深度撞击”(Deep Impact)航天器上的望远镜，该航天器在数千万英里之外进行观测。5.它的基本思想是观察行星在绕轴旋转的过程中颜色是如何在一段时间内变化的。
在用“深度撞击”号的小型望远镜观测地球24小时后，考恩的团队绘制了一幅地球地图，地图上有三种颜色:蓝色代表海洋，橙色代表陆地，灰色代表云层。6.长期观察将显示灰色斑块(或云)四处移动，这样科学家就可以更精确地了解海洋和大陆的位置。
这项技术还没有被应用到遥远的行星上，但考恩相信，它可能很快就会帮助天体生物学家决定关注哪些系外行星。他说:“如果一颗行星上有大片的大陆和大片的水域，那么如果没有板块构造，就很难做到这一点。”如果没有生命，板块构造就不太可能存在。
Steve Nadis是马萨诸塞州剑桥市的一名作家，是《美国参考》杂志的特约编辑天文学和发现杂志。他是这本书的合著者《总和的历史:哈佛数学150年》。
参考文献
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3.王志刚，王志刚，王志刚，等。生物地球与非生物地球:地幔水化和大陆覆盖的模式。行星与空间科学(2013)．从检索http://dx.doi.org/10.1016/j.pss.2013.10.004。
4.罗辛，m.t.，伯德，d.k.， Sleep, n.h.，格拉斯利，W.，和阿尔巴雷德，F.《大陆的崛起——关于光合作用的地质后果的论文》。古地理、古气候学、古生态学232, 99 - 113(2006)。
5.Steigerwald, B. EPOXI团队开发了寻找外星海洋的新方法。NASA.gov(2009)。
6.考恩,注意,et al。一个海洋世界的外星地图。《天体物理学杂志》上700, 915 - 923(2009)。
