寻找外星生命技术迹象，氧气丰富的系外行星可能是更好的选择

根据一项旨在精确搜寻外星文明技术迹象的新研究，寻找技术生命的外星猎手应该在大气中含有高氧气含量的行星上进行搜寻。

意大利罗马托尔维加塔大学（University of Roma Tor Vergata ）的天文和天体物理学副教授阿梅德奥·巴尔比（Amedeo Balbi）和美国罗切斯特大学（University of Rochester）的物理和天文学教授亚当·弗兰克（Adam Frank）认为，一个行星的大气中至少需要含有18%的氧气，以促进技术文明的发展。

他们说的原因很简单：火需要氧气。

弗兰克在一份声明中说：你可能能在没有氧气的世界里获得生物，甚至可能获得智能生物。

但如果没有现成的火源，你永远不会发展出更高的技术，因为更高的技术需要燃料和熔化。

巴尔比和弗兰克将18%的水平描述为一个“氧气瓶颈”，这可能会阻碍智能生命发展我们可以通过无线电信号探测到的复杂技术，这包括任何外星城市的灯光、戴森群的红外辐射，甚至可能是外星恒星周围的巨型结构的运行。

这个概念加入了科学家们在寻找外星生命时讨论的其他瓶颈，包括一个决定多细胞生命进化的瓶颈，一个处理工具使用智能的发展的瓶颈，甚至一个规范外星社会是否能避免自我毁灭的瓶颈。

它们一起构成了“大过滤器（Great Filter）”，这是经济学家和未来学家罗宾·汉森（Robin Hanson）在描述技术生命发展过程中的一系列障碍时提出的概念，以解释为什么在我们的银河系中看似稀缺，没有看到、找到外星人。

大气中氧气含量低于18%的系外行星将不足以长时间维持露天燃烧，研究小组说。这将限制冶金学，例如，约束化石燃料的燃烧。虽然后者的缺乏可能会导致更清洁的环境，但没有前者，维持任何形式的广泛工业或制造用于构建无线电发射器的材料将是困难的，这些无线电发射器可以发送我们的设备可以检测到的信号。

在地球上，我们大气中的氧气丰度为21%，但这并非始终如此。在地球生命的前半部分，地球的大气主要由氮气和二氧化碳主导，氧气的比例可能仅为0.001%。然后，大约24亿年前，我们行星大气中的分子氧气含量开始急剧上升。这种增加归因于产生氧气作为废物的蓝藻的进化，但上升的氧气水平也众所周知对当时的厌氧生命形式有害，减少了它们生命所需的硫化氢和甲烷的丰度。

因此，地球大气中额外氧气的到来有时被称为“氧气灾难”，因为许多微生物物种被消灭了。

在这一事件发生后的4亿年内，即20亿年前，大气中的氧气水平达到了10%，这意味着它们仍然低于巴尔比和弗兰克瓶颈的要求。

因此，二人的研究指向了搜寻地外智能（SETI）应该在搜寻技术迹象时关注的行星系统类型。

弗兰克说，我们应该优先考虑那些氧气水平较高的行星，因为系外行星大气中高氧气水平的存在可能是发现潜在技术迹象的一个重要线索。

此外，鉴于地球的氧气水平需要很长时间才能升至18%以上，瞄准年龄较大的行星可能是有意义的，这些行星将有足够的时间发展它们自己的氧气储备。

巴尔比表示，这项研究甚至可以用来排除误报，“我们应该对来自大气中氧气不足的行星的潜在技术迹象持怀疑态度。”

这些发现还表明，如果地球上的技术生命能够在未来几十亿年内继续繁荣，我们可能会发现手头上有一个额外的挑战。

在日本东邦大学的尾崎和海（音译：Kazumi Ozaki）和美国宇航局以及佐治亚理工学院亚特兰大分校的雷因哈德（Christopher Reinhard）于2021年进行的一项研究中，显示出随着太阳老化和变亮，产生更多热量从而加热我们的行星，地球的大气将脱氧化，氧气水平将降至10%以下。

当然，十亿年是一个很长的时间来准备，届时，我们的后代可能已经拥有了缓解这种情况的技术，或者人类可能已经完全离开了地球。