T小说家威廉·戈尔丁（William Golding）建议詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock）以希腊地球女神盖亚（Gaia）的名字命名他现在著名的假说。这是一个很好的契合：洛夫洛克相信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。洛夫洛克的工作在一定程度上源于他为美国宇航局所做的研究，并于1965年发表了一篇论文自然纸上写着我们可能在其他行星上寻找生命的迹象。
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。它是第一批被证实在太阳系外围绕类似太阳的恒星运行的行星之一，其距离足以让液态水存在于其表面。液态水对我们所知的每一种生命形式都至关重要，如果液态水的存在，将增加地球上孕育生命的可能性。此外，开普勒-22b的估计密度表明，它可能是由岩石组成的，这意味着它可能能够再现与地球上发现的类似的条件。
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。
地球上的大陆移动是因为它们位于由地壳和上地幔组成的独立的板块上，这些板块像岛屿一样漂浮在由下面炽热的流体状岩石组成的“海洋”上。这些板块的运动是一个巨大机器的一部分，这个机器不断地将水、二氧化碳和其他对生命至关重要的成分从内部深处运送到地球表面和大气层，然后再返回。斯坦福大学的地球物理学家诺曼·Sleep指出，由于板块构造，“元素周期表上的元素不断被补充到陆地、湖泊和海洋中。”生命以无数的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大气中的二氧化碳在雨水中溶解形成碳酸，碳酸溶解了硅酸盐岩石。这种侵蚀或“风化”的副产品被带到海洋中，在那里它们被微生物(如微小的浮游有孔虫)摄取，并融入石灰岩(碳酸钙)外壳中。当这些生物死亡时，它们会沉入海底，堆积成沉积物。
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:科学家们已经意识到，板块构造对生命的依赖就像生命对它的依赖一样。“生命可能会稳定板块构造，而板块构造又可能稳定行星的可居住性，”Spohn说。
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.当板块边界发生俯冲时，它们被输送到地幔中，大约在地球表面下62英里（100公里）处。
这些地下地层中的水反过来又充当一种润滑剂，使板块运动成为可能。这是因为水可以打破将岩石结合在一起的纽带，使它们更具延展性和流动性。“如果一颗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上缓慢移动到地表。相反，你会在顶部有一层停滞的岩石。”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，导致更多的火山爆发。斯波恩说:“这种火山岩的流出物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。“你制造的融水越多，大陆就会生长得越多。”考虑到一个繁荣的生物圈可以导致更多的水到达地幔，他推测，这也可以促进大陆的增长。4
2013年，斯波恩、丹尼斯Höning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。他们用计算机模拟出了两种截然不同的情景——一种有活跃的生物圈，另一种没有。在“生物”的例子中，生物风化作用促进了沉积，导致地幔中大约300ppm的水。这反过来又导致了更频繁的火山爆发，陆地覆盖了地球表面的40%，大致相当于我们今天看到的世界。
将生命从等式中剔除，会导致一个外观迥然不同的行星。沉积作用的减少导致地幔中水的浓度降低（仅约为百万分之四十），大陆地壳的产量也相应减少。该模型预测，一个没有生命的地球本质上是一个水世界，陆地可能只占地表的3%。
“我们不能说板块构造和生命哪个先出现，”斯波恩说。“我们能说的是，它们基本上是相互稳定的。如果我们突然停止板块构造，那对我们来说不是很好。如果我们关闭生命，就不会有利于板块构造。”
板块构造使生命更有可能的想法开始引导人们寻找地外生命。西北大学天文学家尼古拉斯·考恩（Nicolas Cowan）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，使用了美国宇航局深度撞击航天器上的望远镜，该航天器在进行观测时距离地球数千万英里。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。
科恩的团队用“深度撞击”的小型望远镜观察了地球24小时后，绘制了一张地球地图，地图有三种颜色：蓝色对应海洋，橙色对应陆地，灰色对应云层。6长期观测将显示灰色斑块（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。
这项技术尚未应用于遥远的行星，但考恩认为，它可能很快会帮助天体生物学家决定关注哪些系外行星。他说：“如果一颗行星有大片的大陆和大片的水体，那么没有板块构造就很难做到这一点。”。没有生命，板块构造就不太可能存在。
马萨诸塞州坎布里奇的作家史蒂夫·纳迪斯(Steve Nadis)说，的特约编辑天文学和发现杂志。他是《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》。古地理学、古气候学、古生态学232, 99 - 113(2006)。
5.EPOXI团队开发了新的方法来寻找外星海洋。NASA.gov（2009年）。
6.考恩,注意,等一个海洋世界的外星地图。《天体物理学杂志》上700, 915 - 923(2009)。
