自然科普:地球大氣含氧量驟減,未來10億年大部分物種或?qū)缃^
發(fā)布時間:2021-03-09
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自然科普:地球大氣含氧量驟減,未來10億年大部分物種或?qū)缃^

目前,一項最新研究預(yù)測稱,地球大氣含氧量驟減將導(dǎo)致10億年后大部分物種滅絕消失,來自日本和美國的研究人員依據(jù)生物多樣性、氣候和地質(zhì)進程,模擬了地球大氣如何發(fā)生變化。

  之前科學(xué)家預(yù)測大約50億年后太陽將膨脹,最終會吞噬地球,那時或許是“地球末日”,但最新研究表明,地球末日或許會提前發(fā)生!大約10億年后,地球大氣會迅速失去氧氣,畢竟富氧大氣是地球生命存活的重要特征之一,氧氣占空氣大約20%,維持生物呼吸。

地球大氣含氧量驟減,未來10億年大部分物種或?qū)缃^

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  地球脫氧效應(yīng)是由于太陽變亮?xí)r能通量逐漸增多產(chǎn)生的,地球表面溫度將不斷升高,光合作用減少,科學(xué)家預(yù)測,大約10億年后,脫氧作用將使地球大氣變得不適宜生物存活、富含甲烷成分,這不禁讓人們想起了早期地球的狀況,預(yù)計11億年后,地球大氣氧氣含量將下降至當(dāng)前氧氣含量的1%,地球大部分生物將走向滅絕之路。

  他們指出,這種滅絕命運將發(fā)生在所謂的“潮濕溫室條件”到來之前,在這種條件下,水分將不可逆轉(zhuǎn)地從地球大氣層向外釋放。研究結(jié)果表明,大氣中的氧氣并非宜居行星永久存在的物質(zhì),這將對我們在其他星球上尋找生命具有重要意義。

  據(jù)悉,2.4億年前,地球大氣中富含甲烷、氮、水蒸汽和惰性氣體氖,但缺乏游離氧,這是地質(zhì)學(xué)家所提及的“大氧化事件”狀況,在此期間,生活在海洋中的藍(lán)藻細(xì)菌開始通過光合作用產(chǎn)生大量氧氣,從而根本上改變地球大氣成分構(gòu)成。當(dāng)時大量氧氣的流入對支持多細(xì)胞生物鋪平了道路,盡管期間也帶來了一定的代價——許多厭氧菌死亡,這被認(rèn)為是地球上第一次大規(guī)模物種滅絕。

地球大氣含氧量驟減,未來10億年大部分物種或?qū)缃^

圖中是研究小組預(yù)測的地球大氣氧氣含量下降趨勢。

  這表示,未來地球大氣的發(fā)展趨勢可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€方向——厭氧菌可能再次回到地球。研究人員指出,我們發(fā)現(xiàn)未來出現(xiàn)的脫氧是太陽通量增加的必然結(jié)果,脫氧發(fā)生的精確時間是由地幔和海洋-大氣-地殼系統(tǒng)之間的還原能量交換通量調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。行星的碳酸鹽-硅酸鹽循環(huán)將傾向于最終導(dǎo)致二氧化碳有限的生物圈快速大氣脫氧。

  大氣氧合作用通常被認(rèn)為是地球目前生物圈、植物和光合作用活動的標(biāo)志,因此,按照該邏輯我們應(yīng)該在尋找外星生命的過程中尋找類似的含氧世界。

  然而,從一個假設(shè)的外星觀測者角度來看,這些發(fā)現(xiàn)表明,探測地球大氣氧氣可能只需研究地球存在時間的十分之二到三。

  研究人員認(rèn)為,如果該理論也適用于其他行星,我們可能需要調(diào)整宇宙其他星球?qū)ふ疑乃阉魉悸?,從而可尋找到更多的生物特征,即表明在行星富氧期之外存在生命的跡象。這項最新研究報告發(fā)表在近期出版的《自然地球科學(xué)》雜志上。

  費米悖論隱喻地球終將走向滅亡

  費米悖論認(rèn)為,銀河系大約有2000億至4000億顆恒星,以及至少1000億顆行星,但為什么沒有外星生命跡象呢?這個矛盾觀點的提出者是意大利物理學(xué)家恩里科·費米,他于1950年提出該理論。

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  費米認(rèn)為,盡管宇宙浩瀚無際,但至今仍未探測到一個外星信號或者“人造建筑”,這太不尋常了。他得出結(jié)論稱,宇宙肯定存在某個神秘障礙因素,限制了高等智慧、有自我意識、技術(shù)先進的地外文明。

  有時這種障礙因素被稱為“偉大的過濾器”,科學(xué)家提出,如果阻止其他星球殖民的主要障礙未發(fā)生在過去,那么阻止人類到達(dá)其他星球的障礙一定會出現(xiàn)在未來。

  布萊恩·考克斯教授認(rèn)為,一個高等文明征服其他星球的科學(xué)和工程的進步,最終會導(dǎo)致它走向毀滅。他說:“費米悖論的一個解決方案是,管理一個有能力自我毀滅的世界是不可能的,而是需要全球協(xié)作來防止該情況的發(fā)生??茖W(xué)和工程的發(fā)展可能不可避免地超出政治集團的發(fā)展,從而可能導(dǎo)致災(zāi)難?!?/p>

  對費米悖論的其他可能解釋包括:宇宙中沒有其他高等智慧物種出現(xiàn),或許可能存在某些外星物種,但地球通信技術(shù)未達(dá)到一定的先進等級,無法探測它們,與它們交流溝通。

  一些人認(rèn)為,地外高等智慧文明之間距離太大,不可能存在任何形式的雙向交流。如果兩顆星球相隔幾千光年,在兩顆星球智慧生命建立對話之前,其中一個或者兩個文明均已滅絕消失。所謂的“動物園假說”是指存在地外高等智慧外星生命,但故意避免與地球上的生命產(chǎn)生任何接觸,讓其自然進化。(葉傾城)



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