地球气候为什么能保持稳定？

最初，地球并不是太阳系中唯一有水的星球。火星和金星都显示出它们曾经有过湿润的年代，但是随着环境的变化，它们失去了自己的海洋。那么地球是怎样摆脱了类似的命运呢？

我们地球上的气候非常稳定，在过去的40亿年间，一直适宜生存并且变化不大。之所以能够保持这样的状态，关键就在于板块运动、二氧化碳和海洋的相互作用（见下文关于“地球的空调”内容）。

地球的水气循环从火山活动开始，火山向大气释放大量二氧化碳，而这些二氧化碳有助于我们的地球保持较高的温度——从这个角度讲，我们不得不感谢温室效应。温暖的气候会使海水蒸发，形成云和雨。而雨水会溶解大气中的二氧化碳，这使它具有一定的酸性，当雨水落下时会和地球表面的岩石发生反应而溶解一部分含碳矿物。

这些溶解有矿物质的水通过河流等流入海洋，在海洋中这些矿物重新结合并沉积在海床上形成新的含碳岩类。经过漫长的地质时期，板块运动会通过俯冲把这些岩石带入地幔，而二氧化碳会重新从岩石中分异出来，并再次通过火山作用进入大气。

这样的一个循环对地球来说是一个相当有用的“空调”。当地球温度高了，降雨就会增加，那么就会更快地溶解大气中的二氧化碳然后转移到海洋中，从而减弱温室效应，为地球起到降温的作用。如果地球温度低了，降雨就会减少，更多火山带来的二氧化碳就会留在大气中，加强温室效应，为地球起到升温的作用。

金星和火星在其早期阶段可能有类似的“空调”。金星距离太阳太近，所以太多的热量会使它的“空调”超负荷。高的温度使金星大气中的水蒸气含量很高，而水蒸气作为另一种重要的温室气体，必然导致金星的温度进一步升高。这些因素叠加使得金星的温度升高到一定程度，结果把它的海洋给蒸干了。同时，太阳的强辐射会把金星大气中的水分解成氢和氧，而质量很轻的氢原子很容易逃逸到太空中。最终，金星彻底失去了对“空调”的控制。

火星则是另一种情况，因为它太小了，所以无法维持其“空调”的运行。首先，相对较小的引力导致它很难留住大气中的温室气体。其次，跟地球相比火星的表面积相对于它的体积而言过大，这就导致它的地核很快就冷却下来。这么一来，板块运动就无从谈起，进而失去了最重要的二氧化碳来源。

冷却的地核使火星也失去了磁场——只有活动的地核才能产生。没有磁场保护，火星完全处在太阳射线之中。就像在金星上发生的那样，水被分解成氢和氧，氢逃逸到太空中，于是火星也失去了自己的水。

月球的存在也为地球的气候保持宜居起到了重要作用。地轴小范围的摆动都有可能导致形成冰期，而月球恰恰减弱了地轴的摆动。因此，地球上的任何一次冰期都无法和火星相比——因为受到木星引力的影响，火星经常猛地改变自己的倾斜方向。

地球上的生命也参与其中。很多海洋生物都能利用海水中溶解的二氧化碳形成自己的骨骼或者碳酸钙外壳。等它们死后，这些骨骼和外壳会沉到海底形成新的含碳岩类。如果大气中的二氧化碳含量升高，这一过程也会加快，把新增的二氧化碳转入海洋。这样就可以减少大气二氧化碳含量并降低温度。