科学研究预测地球上的大部分生命将在10亿年内因缺氧而死亡

2021年03月02日 21:16 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

今天,氧气约占地球大气层的21%。它富含氧气的特性对于像人类这样需要这种气体才能生存的大型复杂生物来说,是理想的选择。但在地球历史的早期,氧气含量要低得多,而且在遥远的未来,氧气含量可能会再次降低。

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日本船桥东洋大学的小崎和美和亚特兰大佐治亚理工学院的克里斯-莱因哈德模拟了地球的气候、生物和地质系统,以预测地球上的大气状况将如何变化。研究人员表示,地球大气层将在未来10亿年内保持高水平的氧气,然后急剧恢复到低水平,让人联想到大约24亿年前所谓的大氧化事件之前的水平。

这种转变的一个核心原因是,随着我们的太阳老化,它将变得更热,释放出更多的能量。研究人员计算出,这将导致大气中二氧化碳的数量减少,因为二氧化碳会吸收热量,然后分解。Ozaki和Reinhard估计,在10亿年后,二氧化碳水平将变得如此之低,以至于光合作用生物,包括植物将无法生存和产生氧气。这些光合生物的大量灭绝将是氧气大量减少的主要原因。

研究人员还估计,大气中的甲烷将同时增加,达到今天大气量的1万倍之多。一旦地球大气层的变化开始发生,它们将迅速发展。该团队的计算表明,大气层可能在短短1万年左右的时间里失去氧气。之后,地球上的生命将只剩下微生物,一个目前许多厌氧菌和原始细菌躲在暗处的世界又将接管地球。陆地生物将不复存在,水生生物也将不复存在。臭氧层将消耗殆尽,使地球和海洋暴露在高浓度的紫外线和太阳燃烧产生的热量之下。

这项研究是作为美国宇航局对行星宜居性研究项目的一部分进行的,其预测对寻找其他行星上的生命有影响。含氧的生物特征通常被用来识别宜居行星。氧气,以其多种形式存在,是一个非常重要的生物信号,因为它与地球上的生命交织在一起。但新的预测表明,氧气的存在是可变的,可能在一个可居住的星球上不是永久性的。

这表明,即使对于其他恒星周围与地球非常相似的行星来说,在它们的大气层中也可能检测不到大量的氧气,即使它们能够支持或已经支持了复杂的生命,在行星周围没有检测到氧气并不意味着它们不适合居住。Ozaki和Reinhard建议,可以用其他生物特征代替氧气来寻找外星生命。例如,行星大气中的碳氢化合物雾气可能会提供更持久的外星生命特征。

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