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(shí)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(xiàng)最新研究預(yù)測(cè)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(guó)的研究人員依據(jù)生物多樣性、氣候和地質(zhì)進(jìn)程,模擬了地球大氣如何發(fā)生變化。

  之前科學(xué)家預(yù)測(cè)大約50億年后太陽(yáng)將膨脹,最終會(huì)吞噬地球,那時(shí)或許是“地球末日”,但最新研究表明,地球末日或許會(huì)提前發(fā)生!大約10億年后,地球大氣會(huì)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(yáng)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(cè),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(jì)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(yùn)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(duì)我們?cè)谄渌乔蛏蠈ふ疑哂兄匾饬x。

  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(shí)大量氧氣的流入對(duì)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(jià)——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(cè)的地球大氣氧氣含量下降趨勢(shì)。

  這表示,未來地球大氣的發(fā)展趨勢(shì)可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)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(yáng)通量增加的必然結(jié)果,脫氧發(fā)生的精確時(shí)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(shí)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(dòng)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(gè)假設(shè)的外星觀測(cè)者角度來看,這些發(fā)現(xiàn)表明,探測(cè)地球大氣氧氣可能只需研究地球存在時(shí)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(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《自然地球科學(xué)》雜志上。

  費(fèi)米悖論隱喻地球終將走向滅亡

  費(fèi)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(gè)矛盾觀點(diǎn)的提出者是意大利物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米,他于1950年提出該理論。

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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  費(fèi)米認(rèn)為,盡管宇宙浩瀚無際,但至今仍未探測(cè)到一個(gè)外星信號(hào)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(gè)神秘障礙因素,限制了高等智慧、有自我意識(shí)、技術(shù)先進(jìn)的地外文明。

  有時(shí)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(huì)出現(xiàn)在未來。

  布萊恩·考克斯教授認(rèn)為,一個(gè)高等文明征服其他星球的科學(xué)和工程的進(jìn)步,最終會(huì)導(dǎo)致它走向毀滅。他說:“費(fèi)米悖論的一個(gè)解決方案是,管理一個(gè)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(tuán)的發(fā)展,從而可能導(dǎo)致災(zāi)難。”

  對(duì)費(fèi)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(jìn)等級(jí),無法探測(cè)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(duì)話之前,其中一個(gè)或者兩個(gè)文明均已滅絕消失。所謂的“動(dòng)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(jìn)化。(葉傾城)



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