英國《自然·地球科學》雜誌2日發表的一項最新研究首度表明,大氣氧含量在宜居星球並非永遠不變。該研究指出,地球的富氧大氣將在約十億(yi) 年後回到一種貧氧、富甲烷的狀態。而這一結論對人類在其他類地行星上尋找生命具有重要啟示意義(yi) 。
大氣是一個(ge) 星球自然環境的重要組成部分,與(yu) 星球上的生命息息相關(guan) 。判斷行星是否存在生命的一個(ge) 重要指標,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,科學家們(men) 並不確定地球大氣中這些基於(yu) 氧氣的生物特征有多長的壽命,尤其是遙遠未來的可能情況。
此次,日本東(dong) 邦大學研究人員尾崎和海和克裏斯托弗·萊因哈特模擬了地球係統,通過模擬氣候、生物學、地質學過程分析了地球大氣條件的時間尺度。他們(men) 發現,地球的富氧大氣可能會(hui) 再持續十億(yi) 年,之後快速的脫氧作用,會(hui) 讓大氣回到類似於(yu) 25億(yi) 年前著名的“大氧化事件”(GOE)之前的早期狀態。
25億(yi) 年前的“大氧化事件”是指大氣中的遊離氧含量突然增加。這一事件的具體(ti) 原因迄今尚不得而知,但有若幹種假說能加以解釋,其中主流說法認為(wei) ,由於(yu) 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菌所依賴的鎳元素的數量急劇減少,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生了變化,也使現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,地球表麵雖然已出現了海洋和陸地,但是空氣中依舊氧氣稀薄,因此當時的地球是“光禿禿”毫無“綠意”。
地球目前已經46億(yi) 歲高齡了,研究團隊在本次調查中認為(wei) ,探測到大氣氧的時間可能隻占地球生命周期的20%至30%。由此他們(men) 指出,如果其他星球也是如此,那麽(me) 人類未來在搜索地外生命時,還需尋找其他的生物特征。
總編輯圈點
在漫長的地質曆史時間裏,地球的環境經曆過多次變遷,發生過巨大變化。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(yi) 年,但如今,我們(men) 隻能在岩石樣本中尋找火星曾經存在豐(feng) 富氧氣的證據。這次,科研人員用計算模擬的方式給出了時間——十億(yi) 年後,地球大氣含氧量會(hui) 迅速下降。那個(ge) 時候的地球是什麽(me) 樣子,那個(ge) 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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