十億年后地球大氣將重回低氧水平
為尋找地外生命提供重要啟示
英國(guó)《自然·地球科學(xué)》雜志2日發(fā)表的一項(xiàng)最新研究首度表明，大氣氧含量在宜居星球并非永遠(yuǎn)不變。該研究指出，地球的富氧大氣將在約十億年后回到一種貧氧、富甲烷的狀態(tài)。而這一結(jié)論對(duì)人類(lèi)在其他類(lèi)地行星上尋找生命具有重要啟示意義。
大氣是一個(gè)星球自然環(huán)境的重要組成部分，與星球上的生命息息相關(guān)。判斷行星是否存在生命的一個(gè)重要指標(biāo)，就是可探測(cè)到的富氧大氣，這顯示了植物和光合作用的存在。地球目前高度含氧的大氣正是地球生物圈的一大特征。不過(guò)一直以來(lái)，科學(xué)家們并不確定地球大氣中這些基于氧氣的生物特征有多長(zhǎng)的壽命，尤其是遙遠(yuǎn)未來(lái)的可能情況。
此次，日本東邦大學(xué)研究人員尾崎和海和克里斯托弗·萊因哈特模擬了地球系統(tǒng)，通過(guò)模擬氣候、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)過(guò)程分析了地球大氣條件的時(shí)間尺度。他們發(fā)現(xiàn)，地球的富氧大氣可能會(huì)再持續(xù)十億年，之后快速的脫氧作用，會(huì)讓大氣回到類(lèi)似于25億年前著名的“大氧化事件”(GOE)之前的早期狀態(tài)。
25億年前的“大氧化事件”是指大氣中的游離氧含量突然增加。這一事件的具體原因迄今尚不得而知，但有若干種假說(shuō)能加以解釋?zhuān)渲兄髁髡f(shuō)法認(rèn)為，由于海藻類(lèi)植物進(jìn)行光合作用，使得地球上的氧氣迅速增加，而破壞氧氣的甲烷細(xì)菌所依賴(lài)的鎳元素的數(shù)量急劇減少，使大氣中的含氧量大量增加。正是這一事件使地球上礦物的成分發(fā)生了變化，也使現(xiàn)在活動(dòng)在地球上的動(dòng)物有了的生存可能。而在“大氧化事件”之前，地球表面雖然已出現(xiàn)了海洋和陸地，但是空氣中依舊氧氣稀薄，因此當(dāng)時(shí)的地球是“光禿禿”毫無(wú)“綠意”。
地球目前已經(jīng)46億歲高齡了，研究團(tuán)隊(duì)在本次調(diào)查中認(rèn)為，探測(cè)到大氣氧的時(shí)間可能只占地球生命周期的20%至30%。由此他們指出，如果其他星球也是如此，那么人類(lèi)未來(lái)在搜索地外生命時(shí)，還需尋找其他的生物特征。(記者張夢(mèng)然)
總編輯圈點(diǎn)
在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)間里，地球的環(huán)境經(jīng)歷過(guò)多次變遷，發(fā)生過(guò)巨大變化。它冷過(guò)也熱過(guò)，貧瘠過(guò)也富饒過(guò)。此前有研究指出，火星形成富氧大氣層的時(shí)間比地球還要早10億年，但如今，我們只能在巖石樣本中尋找火星曾經(jīng)存在豐富氧氣的證據(jù)。這次，科研人員用計(jì)算模擬的方式給出了時(shí)間——十億年后，地球大氣含氧量會(huì)迅速下降。那個(gè)時(shí)候的地球是什么樣子，那個(gè)時(shí)候是否還有人類(lèi)?也許，那時(shí)也有其他星球的智慧生物，在苦苦尋找地球上的文明遺跡吧。
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