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《自然·地球科學(xué)》雜志2日發(fā)表的一項最新研究首度表明，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)論對人類在其他類地行星上尋找生命具有重要啟示意義。
大氣是一個星球自然環(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重要指標(biāo)，就是可探測到的富氧大氣，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。不過一直以來，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的壽命，尤其是遙遠(yuǎn)未來的可能情況。
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)，通過模擬氣候、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)過程分析了地球大氣條件的時間尺度。他們發(fā)現(xiàn)，地球的富氧大氣可能會再持續(xù)十億年，之后快速的脫氧作用，會讓大氣回到類似于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，但有若干種假說能加以解釋，其中主流說法認(rèn)為，由于海藻類植物進行光合作用，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)在活動在地球上的動物有了的生存可能。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)時的地球是“光禿禿”毫無“綠意”。
地球目前已經(jīng)46億歲高齡了，研究團隊在本次調(diào)查中認(rèn)為，探測到大氣氧的時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，那么人類未來在搜索地外生命時，還需尋找其他的生物特征。(記者張夢然)
總編輯圈點
在漫長的地質(zhì)歷史時間里，地球的環(huán)境經(jīng)歷過多次變遷，發(fā)生過巨大變化。它冷過也熱過，貧瘠過也富饒過。此前有研究指出，火星形成富氧大氣層的時間比地球還要早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，科研人員用計算模擬的方式給出了時間——十億年后，地球大氣含氧量會迅速下降。那個時候的地球是什么樣子，那個時候是否還有人類?也許，那時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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