智慧的、技術性的物種前進演化的行星先決條件是什麽？
如果人類要在銀河系中尋找具有技術智能特征的系外行星——
我們開始這樣做
——我們應該關註什麽樣的行星：海洋和陸地混合的行星？
用板塊構造？
磁場？
換句話說，什麽樣的行星有利於跨越世界的科技文明的發展？
這正是意大利天體生物學家 阿梅迪奧·巴爾比（Amedeo Balbi ）和我大約一年前問自己的問題。 由此產生的研究論文最近發表在 【自然天文學 】上 ，今天我想稍微解開它。 如果我們是對的，那麽可能會對宇宙中智能生命的形成地點和時間產生一些相當大的影響。
「氧氣瓶頸」
這篇論文被稱為「技術圈的氧氣瓶頸」，它的想法很簡單：要制造先進的技術，你需要能夠提高你用來制造該技術的東西的溫度。 想想冶金。 如果你想建造一個像射電望遠鏡這樣的東西，你需要從地下提取一堆鐵、鎳、銅和其他原材料，然後你需要加熱它們。 需要熱量，以便金屬熔化並混合制成合金或制成您需要的形狀（如支柱或金屬絲）。 除了冶金之外，獲得高溫也可能很重要，因為即使是烹飪食物的能力也與人類智力的發展有關（熟食中營養物質更容易獲得）。
那麽，一個年輕的聰明物種需要什麽才能準備好進入高溫環境呢？ 人類歷史的一個答案是燃燒的東西（即燃燒）。 如果開始使用工具的聰明生物能夠輕松獲得燃燒，那麽它們就可以更容易地爬上技術復雜性的階梯。
那麽，什麽是燃燒呢？ 這聽起來像是一個簡單的問題，但我和我對化學的相對無知花了一些努力才真正理解。 燃燒基本上是一種放熱化學反應，需要燃料和氧化劑。 這裏的「exo」意味著一旦施加火花，燃燒反應就會開始散發熱量。 反應一直持續到燃料或氧化劑耗盡。 不久前，我寫了 一整篇文章 ，講述了我發現燃燒細節的喜悅，所以我不會再經歷這一切了。 這一切的重點是，氧氣被證明是最好的全能氧化劑。 （其他元素，如氟，實際上在燃燒時會釋放出更多的能量，但它們往往非常具有反應性，以至於它們會腐蝕它們所接觸的一切。
正是這個簡單的事實，從你高中時睡過的著名的元素周期表中得出，使我們得出結論，只有大氣中含有氧氣的行星才能承載技術文明。 下一個問題是大氣需要多少氧氣。 透過從燃燒工程到生物地理化學等不同學科的實驗，我們發現氧氣含量低於18%的大氣不允許露天燃燒。 值得註意的是，在我們星球 45 億年歷史的大部份時間裏，地球的氧氣含量一直遠低於 18%。 事實上，只有在過去5億年左右的時間裏，大氣中才有足夠的氧氣，讓任何東西在露天自由燃燒。
為什麽這些都很重要？ 想象一下，在一個只有1%氧氣的外星世界裏，一個年輕而聰明的物種。 那些聰明使用工具的生物永遠不會有機會看到一棵樹被閃電擊中後燃燒，並 產生將火用於自己目的的想法 。 他們永遠沒有機會學習如何用火來烹飪食物、清理土地，或者最重要的是熔化金屬。 它們空氣中氧氣的貧乏可能會永遠將這些生物困在裏面，限制它們的發育。 這就是巴爾比教授和我所說的「氧氣瓶頸」。 廣泛的技術發展需要簡單易行的高溫，而露天燃燒是實作這一目標的最簡單和最容易的方式（例如，火山噴口會如此普遍以允許工業發展嗎？ 這就是為什麽富氧大氣很重要的原因。 擁有它們的行星可能是唯一擁有智慧和文明的行星。
但是銀河系有多少這樣的高氧行星呢？ 如果這個數碼真的很小，那麽我們最終可能會變得富含氧氣，但伴侶卻很差。
